Помоги проекту - поделись книгой:
Эксперименты повторялись — этот цифровой организм поначалу оказывался весьма несовершенным и лишь со временем взрослел. Зачастую в цепочку команд внедрялись совершенно ненужные приказания: они затрудняли размножение программы или вообще пресекали его. Однако виртуальная эволюция не стояла на месте: мутация и естественный отбор делали свое дело и со временем искореняли негативные качества, заложенные в программу.
Заманчивее всего в этих компьютерных экспериментах следующее: ученые по собственному усмотрению могут менять законы, царящие в виртуальном мире. Если на Земле жизнь зародилась раз (и навсегда?), то в компьютере она может возникать сколько угодно раз.
Эндрю Парджеллис и его коллеги надеются, что вскоре ученым удастся сформулировать общие законы эволюции. Однако показать, каким же образом на Земле некогда зародилась жизнь, они сумеют еще не скоро.
ЗАКОНЫ ТЬЕРРЫ. Следующий шаг в познании законов компьютерной жизни сделал не столь давно Томас Рэй, работающий над подобной проблемой в Гарвардском университете. Подобно коллегам, он заинтересовался «искусственной жизнью» еще в 80-е годы во время учебы в университете.
Десять лет спустя, в 1990 году, он создал мир, где борьба за выживание и страсть к размножению — основные законы эволюции — существуют лишь в виде электрических импульсов. И тем не менее в компьютере образовалась легкая экосистема, которую создатель назвал Tiierra, что в переводе с испанского означает «земля», «территория».
«Тьерра находится в «виртуальном компьютере», который, собственно, представляет собой второй компьютер, как бы сложенный в реально существующий, — поясняет Рэй суть работы своей программы. — Только таким образом можно безопасно «проигрывать» сценарии эволюции. А то ведь, неровен час, электронные создания, подобно компьютерным вирусам, могут разбежаться по информационной сети и отловить их будет делом весьма нелегким»…
Блок памяти своего «виртуального компьютера» Рэй назвал Soup — в честь «первородного бульона», из которого, по общему мнению (см. выше), и зародилась жизнь на Земле. В этот «бульон» Рэй время от времени запускает цифровые программы — организмы Тьерры.
Кстати, чтобы компактно смоделировать самопродуцирующиеся программы, Рэю пришлось разработать специальный машинный код, во многом напоминающий генетический код человека. В итоге число элементарных инструкций для управления всеми процессами в Тьерре удалось свести к 32. По существу родился элементарный «алфавит жизни»!
Еще одна важная жизненная особенность Тьерры позаимствована из молекулярной биологии и основана на принципе взаимодействия протеинов внутри клетки. Скажем, протеин А не знает, где искать протеин В, зато несет на своей поверхности некую структуру, именуемую шаблоном, являющуюся дополнением к структуре протеина В. При случайном столкновении они тотчас сцепляются, и протеины вступают во взаимодействие.
В электронном мире такое действие реализуется с помощью «адресации по маркеру». Т-маркер представляет собой серию из 4 инструкций, каждая из которых может иметь значение 0 или 1. Организм, помеченный, положим, последовательностью 1100, не может приступить к повторению себя, пока не найдет соседа с маркером ООП.
Рэй считает, что в этом заключается важнейшее из его нововведений: маркеры являются аналогом сенсорного аппарата, и что самое замечательное — организм продолжает функционировать, даже если маркер изменяется, мутирует.
Именно мутации являются движущей силой эволюционного развития исходного организма и источником формообразования. Они на Тьерре двух сортов: одни имитируют воздействие космического излучения, другие — ошибки при самовоспроизведении организмов.
Мутации первого типа изменяют значение бита памяти с 1 на О или наоборот — один раз на каждые 10 тыс. выполненных инструкций. Мутации второго типа изменяют значение бита один раз на 2,5 тыс. копируемых инструкций. Ошибки репликации существенно разнообразят дочерние организмы.
Эквивалентом энергии на Тьерре служит компьютерное время. Оно выделяется каждой программе дозатором «по справедливости» — в зависимости от числа инструкций, которые ей надо выполнить для репликации. Если организм не укладывается в отпущенное время, его шансы на дальнейшее существование уменьшаются…
Тем не менее каждый организм стремится воспроизвести себя как можно большее число раз. «Организмы» Тьерры имитируют бесполое размножение бактерий и вирусов: каждая программа воспроизводит дочернюю с возможно большей точностью. Однако в дело вмешиваются мутации, и последующие поколения меняются. Кроме того, существует еще одна возможность разнообразить потомство. Рэй называет такую способность «sloppi reproduction», что можно перевести примерно как «небрежное размножение». По сути, исследователь пытается внедрить в свою Тьерру хотя бы примитивную сексуальность, существующую и в нашем мире, когда бактерии охотно поглощают фрагменты ДНК своих погибших соплеменниц, обеспечивая себе генетическую рекомбинацию, повышающую шансы на выживание.
Ну и наконец, волей-неволей пришлось ввести на Тьерре смерть, или, как называет этот процесс Рэй, «прополку». Эта отслеживающая программа изымает самых «старых» и «уродливых» обитателей Т-мира — тех, что чаще всего ошибаются при выполнении инструкций.
Впрочем, некоторым тьеррианцам может и повезти — они набредают на источник живой воды в виде двух сложнейших инструкций. Однако если организму удается выполнить их, он «омолаживается», продлевая себе жизнь. Но бессмертия на Тьерре, как и в нашем мире, нет.
Присматривая за своим миром с помощью дисплея, Рэй с удивлением увидел, как на Тьерре появляются все новые организмы, которых не было при запуске системы. Одни из организмов принялись увеличивать свои размеры. Но их, как и динозавров на Земле, ждал печальный конец — достигнув предела, они вымирали, будучи не в силах бороться с компактными, быстро размножающимися конкурентами. Зато другие принялись откровенно паразитировать, подменяя своими кодами коды «хозяина». Нашлись и жулики, отнимавшие энергию у соседей и за счет этого размножавшиеся быстрее…
Подводя итоги выполненной работы, Рэй считает, что сделанное на Тьерре можно сравнить с экспериментом, некогда воспроизведенным природой. «Эволюция от единственного несложного предка, дающего широкое разнообразие форм потомства, чрезвычайно важна. Ни один из этих потомков не был встроен в систему. Я утверждаю, что Тьерра — не имитация жизни, как обычно делается в аналогичных системах — это синтез жизни».
В дальнейшем Рэй, наверное, попытается ввести на территорию Тьерры многоклеточные организмы, потом хищников, даст этому миру понятия секса и «инструкцию смерти». Не для того, разумеется, чтобы несущий ее организм кончал жизнь самоубийством, — это свойственно лишь людям, но чтобы усложнить процедуру «прополки», сделать ее столь же разнообразной, как в настоящей жизни.
В общем, система развивается, и когда-нибудь, возможно, встанет вопрос о создании столь сложных, разумных организмов, какими являемся мы сами…
СОТВОРЕНИЕ АДАМА. Когда Богу надоело жить спокойно, он создал человека. С тех пор его ошибку повторяли не раз. Вспомните хотя бы папу Карло…
Сегодня поумневшие творцы все свои идеи воплощают на экранах компьютеров. Это лучше хотя бы уже потому, что машинные монстры яблок без спроса не рвут, золотые ключики ищут только по команде, а если что не так, тут же могут быть уничтожены нажатием пары клавиш…
«Ничто в научном определении жизни не дает нам права думать, что она основана исключительно на углеродной химии, — говорит по этому поводу Крис Лэнгстон. — Мы пробуем создать альтернативные живые формы. «Искусственная жизнь» — это жизнь, сотворенная человеком. Но сотворенная лучше и быстрее, нежели природой».
Нынче Лэнгстон — директор программы искусственной жизни Института Санта-фе ат Нью-Мексика, о его успехах регулярно информирует даже столь престижный журнал, как «Нейчур». И все-таки виртуального Адама в ближайшем будущем не предвидится. Как мы уже говорили, создание компьютерных организмов находится где-то на клеточном уровне и ограничивается пока созданием невиданных в действительности чудищ.
Однако прок от научных исследований уже есть. На основе подпрограммы «Стая», к примеру, калифорнийский компьютерщик Крейг Рейнольдо разработал бихейвиоральную анимацию. За столь причудливым термином скрывается возможность создания компьютерных мультфильмов, каждый персонаж которых обладает такой степенью свободы, что даже может сам определять свои будущие действия. С помощью этой программы уже делались фильмы «Бэтмен возвращается», «Скалолаз» и другие.
Кстати сказать, подробности об этой программы вы можете узнать сами, обратившись по электронному адресу www. santafe.edu/projects/swarm/. Вы можете даже поучаствовать в проекте «искусственная жизнь», заглянув на страничку www. santafe.edu/~cgl/, где и поныне работает компьютерный семинар по искусственной жизни.
Так что, глядишь, общими усилиями мы сотворим не только нового Адама, но и очередного Газонокосильщика, перед которым творения Стивена Кинга покажутся просто допотопными бабушкиными, простите, дедушкиными сказками.
Довелось как-то увидеть по телевидению коротенький сюжет об испытателях, работающих в барокамере. Насколько я смогла помять, речь шла о том, что люди в столь непривычных условиях ухитряются общаться с Мировым разумом. Не могли бы вы подробнее рассказать об этих испытаниях. Или все это жуткий секрет?
В. П. Ермолаева, Саратовская область
ГИДРОКОСМОС НА СУШЕ. Больше всего барокомплекс Института медико-биологических проблем напоминает подлодку, некстати задремавшую во время океанского отлива. Вот и оказалась, бедняга, на суше.
Я с некоторым трудом переношу ногу через высокий комингс (или по-сухопутному — порог) и протискиваюсь через узкий люк, прикрываемый массивной, в палец толщиной, заслонкой внутрь. Уф, тут не разгуляешься! Два лежака, стол, кое-какая аппаратура, шлюз, через который внутрь подают еду и воду, — вот и вся спартанская обстановка отсека. За стальной переборкой еще один такой же отсек.
В таких вот условиях проводят порою долгие месяцы акванавты-испытатели. Зачем и кому необходимо их мученичество?
Некогда Артур Кларк описал, как один из астронавтов волею судеб стал акванавтом, вместо глубин космических стал изучать глубины океанские. Писатель-фантаст в очередной раз оказался пророком. Космос и океан действительно имеют много общего. Взять хотя бы трудности освоения той и другой среды.
— Знаете ли вы, например, что акванавта с глубины 250 м приходится доставлять на поверхность в течение 11 суток — за это время американцы возвращали своих астронавтом с Луны…
С такой вот неожиданной справки начал рассказ о новом эксперименте по гипербарической физиологии его руководитель, кандидат медицинских наук, человек, проведший около 3000 часов «под давлением», Борис Николаевич Павлов. И дальше поведал следующие подробности.
ОТВЕТИМ НА ДАВЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЕМ. Как известно, с погружением на каждые 10 м вглубь давление нарастает на одну атмосферу. Таким образом на той же глубине в четверть километра на каждый квадратный сантиметр поверхности человеческого тела воздействует сила порядка 25 кг! Чтобы водолаза при этом не расплющило в самом буквальном смысле этого слова, его либо приходится «упаковывать» в сверхпрочный металлический скафандр, в котором практически невозможно работать, либо воздействовать на подобное подобным. Говоря проще, акванавт должен дышать газовой смесью под соответствующим давлением. Тогда условия снаружи и внутри уравняются и человеку не будет грозить механическое разрушение, он может осваивать океанские глубины в обычном гидрокостюме.
Однако если вдруг такого глубоководника поднять на поверхность, ему грозит немедленная и мучительная смерть; оставшийся в крови газ (прежде всего азот) начнет бурно выделяться и человек как бы «закипит». В этом как раз и заключается суть знаменитой кессонки — болезни, которая и по сей день подстерегает водолазов-глубоководников.
Чтобы противостоять ей, водолаза с глубины поднимают весьма медленно и осторожно. Подняли на несколько метров — остановка; нужно выждать, чтобы излишний газ постепенно покинул кровь. Тогда можно сделать следующий шаг на несколько метров вверх. В итоге и получается, что четверть километра из глубины приходится преодолевать столько же времени, сколько занял путь от Земли до Луны и обратно.
Сами понимаете, что всякий раз выдерживать столько времени человека в скафандре — вещь малореальная. Кому это надо: для того, чтобы поработать полчаса на глубине — тратить на спуск — подъем свыше недели? Да еще и рисковать здоровьем, а то и жизнью людей…
В свое время — а именно в середине 50-х годов — наши исследователи и среди них лауреат Государственной премии, 77-летний заместитель руководителя нынешней программы В. В. Смолин — при спусках на Черном и Каспийском морях до глубины 300 м стали использовать новую методику, опередив американцев, англичан и французов, как минимум, на 5 лет. Суть ее заключалась, во-первых, в использовании для дыхания акванавтов вместо обычного воздуха особых газовых смесей; во-вторых, в организации вахтенного метода работы.
Особенность газовой смеси заключалась прежде всего в том, что в ней стали применять не азот, а нейтральный газ аргон, который легко покидает кровь и не «кипит» в ней при резком сбросе давления. Кроме того, как показали эксперименты, дыхание смесью, содержащей всего 15 % кислорода, что равносильно подъему человека на 3000 м над поверхностью земли, обеспечивает ту же работоспособность, что и на уровне моря.
— Правда, — продолжал свой рассказ Павлов, — при этом выявился «эффект Буратино» — голос человека становится таким же писклявым, как у этого сказочного персонажа. Однако, согласитесь, лучше «буратинить», нежели «балдеть»?..
Последнее замечание надо понимать так: кроме всего прочего, азот в организме на глубине может преобразоваться в закись — «веселящий газ». А это соединение, если кто не знает, частенько используется хирургами для наркоза. Но если в операционной впасть в веселье, а затем в беспамятство — благо, то на глубине такое состояние частенько приводило к трагедиям.
ЖИЗНЬ НА ГЛУБИНЕ. Справившись с азотным опьянением, водолазы получили возможность проводить на глубине не считанные минуты, а многие часы, даже недели. Отдыхают они после работы в специально оборудованном кессоне — барокамере, где давление поддерживается такое же, как в окружающей среде, но есть возможность, пройдя через шлюз, снять гидрокостюм, перекусить, поспать, набраться сил для новой рабочей смены.
И такая жизнь — вовсе не блажь, эксперимент, проводимый ради эксперимента, а насущная необходимость нашего времени. Вспомните, ныне все чаще нефтяные вышки ставят не на суше, а в море, с каждым годом отступая все дальше от берега. Обслуживают же их не только буровики и нефтяники, но и водолазы. Кроме того, им же приходится вести аварийно-спасательные работы, если происходит авария на подлодке, тонет корабль и т. д. Наконец, немногие, наверное, знают, что работать под давлением частенько приходится и… метростроевцам. Именно кессон помогает им прокладывать путь через плывуны — подземные толщи, насыщенные грунтовыми водами. Не случайно поэтому среди четырех участников эксперимента были не только медики-водолазы Борис Павлов и Сергей Плаксин, но и горный инженер Анатолий Вялов, один из самых высококвалифицированных мастеров кессонных работ Мосметростроя, а также его коллега, бригадир Мосметростроя Игорь Шумилов.
Суть же эксперимента заключалась в следующем.
— Представьте себе ситуацию, — рассказывал Павлов, — в кессоне произошло какое-то ЧП — человек поранился, получил перелом или просто у него приступ аппендицита. Что делать? В срочном порядке, как мы знаем, выволакивать его на свет божий из кессона нельзя — какая, в конце концов, разница, отчего он погибнет… Значит, нужно направлять врача к нему. У нас есть подготовленные специалисты, имеющие, кроме врачебного диплома, еще и лицензию водолаза. И вот такой хирург через полчаса прибывает в кессон, имея при себе все необходимое для проведения хирургической операции, выведения пострадавшего из травматического шока и т. д. Но какой наркоз ему при этом давать?..
Оказывается, ответить на такой вопрос отнюдь непросто. Даже в наземной операционной анестезиолог, прежде чем приступить к своим обязанностям, долго выспрашивает пациента, нет ли у него аллергии к тому или иному средству, проводит, если надо, дополнительные исследования. В кессоне же ситуация усугубляется еще и давлением, а также иным составом газовой смеси в атмосфере, при котором многие физиологические процессы в организме протекают совершенно иначе, чем в обычных условиях.
Как именно? Что при этом испытывает сам человек? Насколько безопасен тот или иной состав наркоза? На эти и подобные вопросы должны были ответить экспериментаторы.
С этой целью ими был использован глубоководный водолазный комплекс ГВК-250, имеющийся в одной из лабораторий Института медико-биологических проблем. По существу, он представляет собой барокамеру — цилиндр из толстой стали с герметичными люками и шлюзами. Внутри этой камеры с помощью насосов и другого технологического оборудования можно создавать соответствующие давления, имитировать жизнь на глубине, вовсе туда не опускаясь.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЖИДАЕМЫЕ И НЕОЖИДАННЫЕ. В результате эксперимента был сделан ряд ценных научных открытий. Во-первых, экспериментаторы установили, что при давлении более 4 атм и аргон может вызывать гипербарический наркоз — у акванавта опять-таки возникает эйфория, нарушается координация движений, снижается чувствительность к внешним воздействия.
Поэтому на глубинах 400–500 м есть смысл заменить аргон гелием. Причем зачастую он применяется в смеси с водородом, вдыхая такую смесь, человек чувствует себя комфортнее. Дело в том, что гелий обладает весьма высокой теплопроводностью (в 6 раз высшей, чем, скажем, азот), и человек попросту начинает мерзнуть, ему кажется, что он вдыхает ледяной воздух.
Эту особенность специалисты решили использовать на пользу делу. Кроме всего прочего, ими разработан способ экстренного обогрева переохлажденных людей.
— Представьте себе, моряк с потерпевшего аварию корабля несколько часов находился в ледяной воде. Тут даже в спецкостюме человек наверняка сильно промерзнет, — рассказывал Павлов. — Обычно в таких случаях его помещали в теплую воду. Однако таким образом обогрев шел лишь снаружи. А вот если еще нагреть и гелиевую смесь до 80–90 °C, то человека можно согреть в 15–20 раз быстрее, чем обычно…
Чтобы готовить дыхательные смеси в точном соответствии с рецептом, подогревать их до той или иной температуры, конструкторами СКБ экспериментального оборудования при ГНЦ РФ ИМБП под руководством А. Т. Логунова сконструирован аппарат «Геофарм». Как показали клинические испытания, проведенные в ВМА г. Санкт-Петербурга, ГОСНИИ МО РФ и ЦНИИ туберкулеза, аппарат оказался также весьма эффективен для лечения бронхиальной астмы, тонзиллитов и других заболеваний дыхательной системы. А введение в эту смесь специальной фармдобавки, состав которой составляет «ноу-хау» разработчиков, им удалось достичь рекордного результата — теперь врач может быть опущен на глубину 200–300 м за 10–15 минут. И при этом он чувствует себя вполне сносно, способен сразу же оказать экстренную помощь пострадавшему.
Еще одно, так сказать, побочное достижение эксперимента — для его обеспечения разработан портативный аппарат «Тополь», позволяющий в считанные минуты обеспечить выработку чистого кислорода. А эта проблема весьма актуальна не только для клиник, палат интенсивной терапии, операционных и т. д., но и для космических станций. Помните, сколько возникло у космонавтов проблем с нынешними генераторами кислорода. А применение пиролизных шашек однажды уже привело к пожару…
Есть и еще одна, на редкость неожиданная связь нынешнего эксперимента с космосом, даже со Вселенной.
Когда на соответствующей глубине акванавтам-испытателям дали всего половину клинической дозы наркоза, обычно применяющегося в медицине, они не просто «поплыли», но стали видеть весьма необычные видения.
— Жаль, что я не Босх и не могу нарисовать открывшуюся панораму в красках. Зрелище весьма живописное и захватывающее, — рассказывал о своих впечатлениях испытатель Игорь Шумилов. — Сначала как будто входишь в какой-то туннель, пролетаешь его и оказываешься во… Вселенной. Внизу виден голубой шарик Земли. Постепенно он уменьшается, и вот ты уже среди звезд, пересекаешь одну галактику за другой. Можешь встретиться и пообщаться даже со Вселенским разумом, который интересуется твоим самочувствием, желает успеха в путешествии…
И хотя акванавт, усыпленный наркотическим средством, чувствует себя, как правило, «просто потрясающе», в каком-то уголке мозга продолжает бодрствовать некий часовой, призывающий его повернуть обратно.
— Когда приходишь в себя, первым делом интересуешься, как прошел эксперимент, все ли его данные нормально записались? — подчеркнул Шумилов. — Видимо, чувство ответственности не позволяет расслабиться до конца…
Они действительно очень ответственные люди — акванавты-испытатели. Общаясь со Вселенским разумом, решают чисто земные задачи. Вполне может быть, что разработанные ими методики окажутся полезными не только их коллегам — водолазам-глубоководникам, метростроевцам-кессонникам или космонавтам, — но и помогут быстрее и без особых последствий выводить пациентов из-под общего наркоза и даже лечить хронических наркоманов.
СЕКРЕТЫ «HOMO SAPIENS»
Исследователи Техасского университета выяснили, где в организме человека скрывается бомба с часовым механизмом, которая ограничивает продолжительность его жизни. Так, во всяком случае, пишут газеты. Но там же можно прочесть, что американские биологи сделали человеческую клетку вечной, открыв таким образом путь к бессмертию всего организма. Что же в конце концов открыто?
НЕМНОГО ИСТОРИИ. Споры вокруг бессмертия души и тела начались не сегодня и не вчера. Еще Аристотель в трактате «О продолжительности и краткости нашей жизни» отмечал, что в вопросе этом еще много неясного. Честно сказать, мало что изменилось и за прошедшие тысячелетия. Лишь в последние годы, похоже, наметился реальный сдвиг в понимании роли смерти и бессмертия в биологии и медицине.
В самом деле, не считать же всерьез эликсиром долголетия кефир? Между тем основатель науки о старении — геронтологии — нобелевский лауреат Илья Мечников в свое время специально возил писателю Льву Толстому этот напиток, дабы тот убедился в его действенности. Однако, как вы знаете, и Толстой, и сам Мечников, хотя и прожили довольно долго, все же не стали благодаря кефиру бессмертными.
Как не стали ими и многие другие геронтологи. Всем ученым, как и неученым изобретателям рецептов вечной жизни, был уготован такой же конец, как и людям обыкновенным. Скажем, в 1946 г. смерть крупного советского геронтолога академика Александра Богомольца, опекавшего И. В. Сталина, была воспринята вождем народов как личное оскорбление: «Обманул, сволочь!»
На сегодняшний день существуют сотни различных гипотез старения, ни одна из которых не является общепризнанной. Правда, многие соглашаются, что наука все-таки не стоит на месте: средняя продолжительность жизни людей в нашем веке все-таки значительно увеличилась, не за горами уже и столетний рубеж.
ВОТ ВАМ И ТУФЕЛЬКА! Однако все эти годы ученых мучит один и тот же вопрос: «А почему, собственно, все-таки мы стареем? Нельзя ли остановить этот процесс?» Ведь еще в начале века было открыто, что некоторые живые клетки являются практически бессмертными. Например, изучая простейших, исследователи заметили, что в искусственной питательной среде они прекрасно делятся и развиваются, не оставляя трупов. То есть получается, та же инфузория туфелька живет вечно?..
Пристальный взгляд на проблему подтвердил первоначальное предположение. Например, американская исследовательница Барбара Будреф более 20 лет культивировала потомство одной-единственной туфельки. За это время через руки исследовательницы, которая только и успевала рассаживать потомство по чашкам с питательной средой, прошло около 15 000 поколений туфельки, и ни одна из них так и не умерла.
Лишь иногда с инфузорией происходило нечто неладное. Она начинала хандрить, прекращала нормально питаться, еле-еле шевелилась. Но потом преодолевала кризис, совершая внутри себя некую хирургическую операцию: под микроскопом было видно, как из клетки выбрасывался устаревший генетический материал, и помолодевшая туфелька продолжала неутомимо развиваться и делиться.
Однако с усложнением организма эта идиллическая картина заметно меняется. Многоклеточные организмы тут же утрачивают свое бессмертие. Внимательный взгляд позволил выяснить, где, на каком рубеже происходит переход от бессмертия к смерти. У первых одноклеточных жизнь была действительно вечной. Потом появилась «частичная смерть» — та же инфузория все-таки время от времени вынуждена избавляться от какой-то части собственного организма. И наконец, более сложные, колониальные организмы, существующие многотысячными сообществами, уже имеют определенный жизненный цикл от рождения до смерти.
А когда колонии постепенно превратились в цельные организмы, это же свойство — вовремя умирать, освобождая для более молодых сородичей жизненное пространство и ресурсы, — перешла и к ним.
ИЗОБРЕТЕНИЕ СМЕРТИ. Немецкий ученый-дарвинист Август Вейсман полагал, что, изобретя смерть, природа значительно продвинулась в своем развитии. Организмы теперь не должны были беречь свои силы, экономно расходуя их во время длительного, бесконечного существования, а могли жить «на полную катушку», накапливая полезные изменения, передавая их по наследству своим потомкам. Эволюция двинулась вперед семимильными шагами.
Причем природа придумала для смерти многоклеточный довольно остроумный механизм. Внутри себя тело, состоящее из соматических клеток («сома» в переводе с греческого и есть «тело»), формирует и готовит к дальней дороге половые клетки. Отработав свое, соматические клетки погибают, половые же передают накопленное по наследству.
Так, в конце концов, эволюция и добралась до нынешних вершин. Организм человека — настоящая фабрика смерти. Достаточно сказать, что каждую секунду внутри любого из нас умирает порядка 4 миллионов эритроцитов, миллионы клеток кожи, хрусталика глаза, костей и т. д. Каждые несколько лет человек практически полностью обновляется и благодаря этому обновлению живет так долго.
И все-таки с каждым циклом в нем происходят некие изменения: теряет упругость кожа, появляются морщины, накапливается холестерин внутри кровеносных сосудов, теряет ритм сердце… Ученые говорят, что все это происходит из-за ошибок в копировании. Если же их периодически исправлять, то человек по идее сможет жить если не вечно, то очень долго.
Но откуда надо начинать исправление ошибок? Стремясь понять это, еще в 60-е годы американский исследователь Леонард Хейфлик обнаружил, что клетки нашего тела способны делиться лишь 50–70 раз, а затем отмирают. Но почему именно столько, а не 100 или 200?
Стремясь понять это, советский биолог Алексей Оловников в 1971 году разработал такую теорию. «Известно, что необходимая для развития организма информация записана в последовательности нуклеотидов в двойной спирали ДНК, — говорит он. — Для того чтобы организм развивался, клетка должна делиться сначала на две части, потом на четыре и т. д. Началом такого деления служит удвоение хромосом, хранящихся в ядре клетки. Их удваивает специальное вещество — ДНК-полимераза. Она, как поезд, едет по спирали ДНК, снимая с нее копию, по-научному — реплику. Но копировать ДНК этот «поезд» начинает не с самого начала, оставляя всякий раз тот недокодированный кусочек, где он как бы устанавливался на рельсы. Стало быть, при каждом последующем копировании спираль ДНК укорачивается».
Оловников предположил, что именно на этот случай и нужны теломеры — «бесполезные» концы спирали, на которые и устанавливается «поезд» копирования. Пока они есть, копирование полезной информации все-таки идет более-менее полно, но когда запас кончается, начинает страдать уже сам «информационный ряд» спирали. Это и есть начало старения клеток.
Поделиться книгой: