Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни

Эта теория по-научному называется теорией накопления мутаций. И хотя звучит она довольно стройно, множество полевых исследований показывают, что она оправдывается далеко не всегда. Старение оказывает негативный эффект на уровень репродукции животных. Хотя животные часто умирают, не дожив до старости, они могли бы в среднем получить больше потомства, если бы не старели. Насколько велик этот эффект, зависит от вида животного. Но даже небольшой негативный эффект уничтожит эту мутацию через миллионы лет.

Вернемся к планшету. А что, если определенная мутация вредна в пожилом возрасте, но полезна для молодого организма?

Представьте себе, например, что определенная мутация позволяет нашим мышам рожать больше мышат в каждом помете в раннем возрасте, но по достижении мышами двух лет убивает их. Если средняя мышь в любом случае умрет довольно рано, «выиграет» та, у которой будет больше мышат в помете.

Другими словами, хорошо бы иметь такую мутацию, которая помогает в короткий промежуток времени, даже если она вредит в долгосрочной перспективе. Особенно если вероятность прожить долго и так невелика.

Этот феномен также получил мудреное название «антагонистическая плейотропия». Не пугайтесь: антагонистическая означает, что что-то чему-то противостоит, а плейотропия — это термин, обозначающий ген, влияющий на несколько фенотипических признаков. Так что антагонистическая плейо­тропия означает, что ген может оказывать противо­положное влияние на различные признаки.

В нашем примере с полевыми мышами мутация помогает мышам размножаться быстрее, но убивает их в более зрелом возрасте (если мыши повезет до него дожить).

Если антагонистическая плейотропия является важным концептом, связанным со старением, ученые должны были обнаружить примеры подобных генов в реальности — не только в наших искусственных примерах с мышами.

Это значит, мы ищем такие гены, которые подстегивают репродукцию, но сокращают продолжительность жизни. Если подобные гены существуют, это означает, что у особей с большей продолжительностью жизни меньше потомства, ведь их гены подавляют фертильность. И наоборот: у особей с меньшей продолжительностью жизни присутствовало бы много подобных генов, соответственно, у них было бы больше потомства.

Американский ученый Майкл Роуз десять лет проводил подобный эксперимент, разводя фруктовых дрозофил. Роуз дожидался, пока умрут 95% мух каждого поколения, а затем использовал для разведения оставшиеся 5%. Таким образом, он разводил только мух-долгожителей.

Со временем средняя продолжительность жизни дрозофил значительно увеличилась. В конце эксперимента искусственно выведенные мухи жили в четыре раза дольше первого поколения.

Для того чтобы подтвердилась теория антагонистической плейотропии, новые поколения мух в эксперименте Роуза должны были получать меньше потомства. Все генетические мутации, которые сокращали продолжительность жизни, при этом увеличивая количество потомства, должны были исчезнуть. Но случилось ровно противоположное. Мухи-долгожители откладывали больше яиц, чем их мало жившие предки.

Для любой теории очень хорошо, когда практика ее не подтверждает. Проблема теории антагонистической плейотропии в том, что она была сформулирована до того, как стало известно об эпигенетике — системе, которая помогает нам управлять теми генами, которые нас интересуют. Сегодня мы знаем, что гены можно активировать, усыплять, включать и выключать. Так что, если какой-то ген приносит нам пользу в молодом возрасте, но вредит в пожилом, почему бы не зажечь его, пока он нам нужен, и не погасить позже?

* * *

Можно сказать, что существует много теорий об эволюции старения и все они одинаково несостоятельны. Мы только что познакомились с двумя самыми распространенными, но существует и масса других, из чего можно сделать вывод: почему мы стареем — одна из больших тайн биологии.

В основном теории старения рассматривают этот процесс как нечто влияющее на организм снаружи. Телу наносится ущерб точно так же, как и автомобилю, использующемуся без надлежащего технического обслуживания. Небольшая группа ученых в то же время сформулировала теории, рассматривающие процесс старения совершенно иначе. А что, если старение — это то, что мы делаем сами? Что-то заложенное в нас программой, как с телефонами, которые начинают работать медленнее, как только на рынке появляется новая версия?

В этом есть смысл: если старые животные не умрут, а будут жить вечно, да еще и продолжать плодиться, на земле станет столько животных, что они съедят всю пищу и вымрут от голода. Не слишком умная эволюционная стратегия.

Теория запрограммированного старения вызывает много споров, так как к ней есть вопросы со стороны логики и математики. Основополагающая проблема вполне классическая, ее называют трагедией общих ресурсов. Мы сталкиваемся с ней, когда нам приходится заботиться об окружающей среде, оплачивать налоги или убирать общую кухню в колледже: всегда кто-то попытается воспользоваться благом, не сделав собственный вклад.