Sapiens на диете. Всемирная история похудения, или Антропологический взгляд на метаболизм

Понимание мира через призму эволюции — это точно такой же дезориентирующий сигнал пробуждения. Именно Дарвин впервые отметил, что все виды в природе конкурируют за ограниченные ресурсы, пытаются найти пищу, не превратившись при этом в обед для кого-то другого. В природе нет ни «хорошего», ни «плохого» — мы проецируем эти культурные оценки на аморальных и безразличных животных. Даже вещи, которые кажутся явно сделанными для нашей пользы, движимы эволюционно эгоистичными скрытыми мотивами. Плоды, эти дары с деревьев, отяжелевшие от сладкой мякоти, — просто хитроумный способ рассеивать семена. Собаки эволюционировали, чтобы воздействовать на наши эмоции и заставлять нас любить их, потому что мы их кормим. А пышные зеленые растения, которые наполняют Землю жизнью? Они потихоньку отравляют нас уже два с половиной миллиарда лет.

Для жизни нам нужна энергия, и первой ее формой на развивающейся планете был фотосинтез. Самые ранние бактерии, которые использовали энергию солнца, полагались на водород и серу, а не на воду, чтобы запустить этот процесс. Затем, примерно 2,3 миллиарда лет назад, где-то в неглубоких прудах молодой скалистой земли появился новый «рецепт» фотосинтеза: теперь он превращал воду (H₂O) и углекислый газ (CO₂) в глюкозу (C₆H₁₂O₆) и кислород (O₂). Солнечный свет обеспечивал энергию, необходимую для этого преобразования, которая накапливалась в молекулярных связях глюкозы.

Этот новый тип фотосинтеза (он называется кислородным за счет того, что производит этот газ в виде отходов) полностью изменил все. Кислородная фотосинтетическая жизнь колонизировала планету, впитывая CO₂ и воду и выделяя O₂. Мы склонны думать о кислороде как о хорошей вещи, поддерживающей жизнь, но его истинная химическая природа разрушительна. Он крадет электроны и соединяется с другими молекулами, полностью изменяя их химический состав и часто разрывая на части. Кислород — это Шива-разрушитель[19], уничтожающий все, к чему прикасается либо медленно с помощью ржавчины, либо яростно, сжигая все на своем пути.

Сначала новый кислород, вырабатываемый растениями, поглощался железом в грязи и горных породах, создавая массивные окисленные «красные пласты» в земной коре. Тогда океаны поглощали столько O₂, сколько могли вместить. После этого атмосфера начала заполняться, процент кислорода на планете поднялся от 0 до более чем 20 %, поскольку фотосинтезирующие растения по всему земному шару выделяли ядовитую дрянь безостановочно и безразлично. Когда уровень газа резко возрос, жизнь начала угасать. Это событие называется кислородной катастрофой, когда Земля почти превратилась в мертвую планету.

Инопланетяне внутри: митохондрии и кислородная радость

В непостижимой длительности естественного отбора маловероятные события становятся рутиной. Подумайте о шансах быть пораженным молнией — 1 к 700 000 (и это только для человека, живущего в Соединенных Штатах). Если вы доживете до семидесяти лет, ваши шансы все еще обнадеживающе низки — 1 к 10 000. Но что, если бы вы прожили три миллиарда лет, наблюдая, как развивается жизнь на Земле? С течением времени вы можете ожидать, что молния ударит в вас более 4200 раз.

Эти цифры еще труднее осознать, когда мы рассматриваем эволюцию среди кишащих микроскопических орд бактерий и других одноклеточных организмов. В 30 граммах «чистой» питьевой воды содержится более миллиона бактерий, а на планете около 1,39 млрд км³ воды. Таким образом, общее число переносимых водой микроорганизмов на Земле (игнорируя те, которые живут на суше) составляет около 40×1027, или 40 с 27 нулями в конце. Даже если они размножаются только один раз в день, это 14×1030 повторений в год. Какова вероятность возникновения случайной мутации, которая изменяет метаболический путь, превращая некое ранее непригодное химическое вещество в источник пищи? Даже если шанс составляет один к ста триллионам, мы можем ожидать более 100 000 триллионов таких мутаций каждый год. В течение миллионов лет эволюционного развития такие изменения почти неизбежны.

И поскольку молодая Земля медленно и постепенно наполнялась ядовитым кислородом в течение многих эпох, то такая возможность, безусловно, была. Среди бесчисленных квадриллионов бактерий, живущих, мутирующих и размножающихся на протяжении миллиардов лет, некоторые нашли, казалось бы, невозможное решение — способ использовать кислород для производства энергии (также этот процесс называется окислительным фосфорилированием). Перемещение электронов в межмембранное пространство и обратно позволило микроорганизмам обратить процесс фотосинтеза вспять, используя кислород для разрыва связей глюкозы, высвобождая накопленную солнечную энергию, содержащуюся внутри. Отходами в данном случае были СО₂ и вода — главные ингредиенты для фотосинтеза.