перераспределяется в зависимости от продолжительности жизни.
Аналогичные наблюдения были сделаны и в отношении других животных, обитающих даже в менее изолированной среде. Например, продолжительность жизни и плодовитость рыбок гуппи (пресноводных южноамериканских рыбок, названных по имени священника Р. Дж. Л. Гуппи, который прислал первые образцы рыбок из Тринидада в Музей естественной истории в Лондоне) зависят от количества обитающих в водоеме хищников. При большом числе хищников и высоком уровне смертности наблюдаются быстрое старение и сжатый репродуктивный период. Рыбы, живущие дольше, отличаются сниженной плодовитостью (точнее говоря, более растянутым репродуктивным периодом). Такая же картина наблюдается и для некоторых птиц. Ларс Густавсон сообщал об обратной зависимости между размером выводка и продолжительностью жизни мухоловок на шведском острове Готланд. Птицам приходится расплачиваться за раннее наступление репродуктивного периода: самки, откладывающие больше яиц в начале жизни, позднее приносят меньший приплод по сравнению с теми, у которых первые кладки были небольшими.
Верно ли, что при угрозе выживанию животные начинают воспроизводиться быстрее? Такое явление было бы экологически эквивалентным более быстрой репликации бактерий в условиях облучения или, возможно, нашим собственным попыткам срочно найти полового партнера при прекращении опасности ядерной войны. Безусловно, есть данные в пользу справедливости теории одноразовой сомы, но считать ее окончательно доказанной пока нельзя. Можно ли имитировать эту связь в лабораторном эксперименте, не прибегая к помощи хищников или других факторов, укорачивающих продолжительность жизни?
Примером может служить один классический эксперимент. Дажe в лабораторных условиях за увеличение продолжительности жизни плодовые мушки (дрозофилы) расплачиваются снижением плодовитости. Такой вывод сделал эволюционный биолог Майкл Роуз и его коллеги из Университета Калифорнии в Ирвине. Роуз предположил, что дрозофилы, которые быстрее других достигают половой зрелости, являются cамыми плодовитыми и, следовательно, живут меньше остальных. Напротив, медленно взрослеющие насекомые менее плодовиты, но живут дольше. Для проверки этой гипотезы он поддерживал размножение двух популяций дрозофил. В первой популяции в каждом поколении Роуз собирал первые отложенные яйца и использовал их для выведения следующего поколения. Во второй популяции для выведения следующего поколения он каждый раз брал последнюю кладку. Оказалось, что за 10 поколений продолжительность жизни особей во второй популяции выросла более чем в два раза. Общее количество яиц, отложенных за всю жизнь самками из двух популяций, было примерно одинаковым, однако долгоживущие дрозофилы в отличие от короткоживущих дрозофил приносили меньше потомства в молодом возрасте и больше — в более позднем. Таким образом, даже при отсутствии хищников или каких-то других опасностей имеет место компромисс между продолжительностью жизни и плодовитостью, и за долгожительство приходится платить снижением плодовитости в молодом возрасте.
Может показаться, что компромисс между половым размножением и смертью является самым худшим исходом в худшем из миров. Непорочность в обмен на долгую жизнь? Неужели это подтверждает мрачное высказывание Аристотеля о том, что секс укорачивает жизнь? На самом деле все наоборот. Этот компромисс освобождает нас от догмы о том, что старение неизбежно. Занятия сексом напрямую не связаны с продолжительностью жизни, конечно, если они не противопоказаны по состоянию здоровья. Связь заключается в том, что ресурсы, которые наш вид за время эволюции направлял на воспроизведение, могли быть направлены на поддержание сохранности организма. За миллионы лет эволюции человека установилось равновесие, но теоретически это равновесие можно сдвигать. Всегда считалось, что мы извлекали максимум пользы из имевшихся ресурсов, отпущенных на теоретически вероятный период жизни в дикой природе. Но сегодня никакие из этих условий (ограниченность ресурсов, смерть от зубов хищника, инфекции, травмы) не соответствуют тому, что определяло жизнь наших самых древних предков.
При условии, что гипотеза одноразовой сомы справедлива, можно сделать два предсказания, основанные на перечисленных выше фактах. Во-первых, установившееся оптимальное значение продолжительности жизни можно сдвинуть путем изменения параметров. Изменения продолжительности жизни, о которых мы говорили, происходили на протяжении многих поколений. Если мы хотим увеличить продолжительность нашей собственной жизни за одно поколение, нужно пересмотреть условия договора — гены или биохимические механизмы, определяющие продолжительность жизни. Во-вторых, мы можем в полной мере воспользоваться долгой жизнью, не оставаясь бездетными. Природа предлагает нам иной путь — отсрочить половое созревание.
В следующих главах мы изучим условия этого компромисса и возможность внести в него какие-либо изменения. Однако сначала следует задуматься о нас самих. Можно ли доказать, что продолжительность жизни людей оптимальным образом связана с плодовитостью? Ведь из каждого правила существуют исключения, особенно в биологии. Не является ли исключением человек? Решить этот вопрос напрямую трудно, поскольку мы живем долго и для непосредственных измерений понадобятся десятилетия. Но наблюдения двух типов показывают, что мы не являемся исключением из общего правила.
Первое наблюдение заключается в том, что продолжительность жизни человека намного больше, чем всех других приматов. Плодовитость человекообразных обезьян практически не изменилась за время эволюции. Самки шимпанзе, горилл, орангутанов, как и женщины, рожают примерно одинаковое количество детенышей через каждые два или три года. Но при этом люди живут вдвое дольше, чем гориллы или шимпанзе. Объяснить это различие легко: долгожительство приматов куплено ценой отсроченного полового созревания — долгим периодом взросления. Люди живут вдвое дольше горилл, но период взросления у них длится на одну треть дольше.
Особенно наглядно эта тенденция проявляется в западном обществе. Женщины все позже и позже рожают первого ребенка. По данным Бюро информации по вопросам народонаселения США, лишь 10% европейских женщин рожают первого ребенка до достижения двадцатилетнего возраста, тогда как в развивающихся странах в целом этот показатель составляет около 33%, а в странах Западной Африки — 55%. Среди 15 млн молодых женщин, рожающих ребенка в возрасте от 15 до 19 лет, 13 млн проживают в наименее развитых странах. Пока еще рано говорить о том, идет ли в Европе активный отбор долгожителей, но это вполне вероятно. Мне кажется, вклад данной тенденции окажется более весомым, чем предсказуемые достижения медицины.
Второе наблюдение вытекает из генеалогических изысканий Тома Кирквуда и эпидемиолога Руди Вестендорпа из Университета Лейдена в Голландии. Кирквуд и Вестендорп рассудили, что подробные летописи рождений, смертей и браков британской аристократии могут пролить свет на связь между плодовитостью и продолжительностью жизни. Даже с учетом общей исторической тенденции уменьшения размера семей и увеличения продолжительности жизни они обнаружили, что «в среднем наиболее долго жившие аристократы чаще сталкивались с проблемой бесплодия». Ученые пришли к выводу, что предрасположенность к сравнительно долгой жизни связана со сравнительно низкой плодовитостью.
Мне нравится, что идея одноразовой сомы вполне справедлива для человека. Это хорошая новость в том смысле, что устаревший и выполнивший свою функцию оптимум продолжительности жизни теоретически может быть сдвинут в соответствии с новыми целями и задачами — устранить беды старческого возраста. Гипотеза одноразовой сомы предполагает, что скорость старения определяется количеством ресурсов, отведенных на поддержание сохранности организма. Теперь нам следует рассмотреть вопрос, почему эти ресурсы по мере старения используются менее эффективно. Мы прекрасно чувствуем себя в молодости, когда наша сексуальная энергия высока, почему же потом наступает упадок?
В рамках гипотезы одноразовой сомы нет различий между механистическими теориями старения — теориями программированного или стохастического старения. Может быть, мы запрограммированы затрачивать максимум ресурсов на поддержание организма вплоть до достижения половой зрелости, но затем переключаем ресурсы на воспроизведение и начинаем дряхлеть? Этот процесс легко наблюдать по гормональным изменениям, контролирующим развитие, пубертатный период и климакс. Может быть, так же контролируется и процесс старения? Или,напротив, старение — вовсе не запрограммированный процесс, а постепенное накопление повреждений. Тогда почему мы не начинаем стареть прямо с детства? Почему мы не «чувствуем», что стареем, пока не достигнем среднего возраста? Обо всем этом мы поговорим в следующих главах.
Глава двенадцатая. Ешь или будешь жить вечно! Пища, половое размножение и продолжительность жизни
Немецкий биолог XIX в. Август Вейсман первым обратил внимание на различие между бессмертными зародышевыми клетками и смертными клетками тела. Он также первым задумался о проблеме старения в свете теории Дарвина. Вейсман считал, что в условиях ограничения ресурсов родители не должны конкурировать с потомством. Он утверждал, что старение — это способ очистить популяцию от уже ненужных особей и освободить место потомству, но не слишком быстро, чтобы не потерять социальные связи и опыт. Кроме того, смена особей в популяции имеет генетические преимущества. Дело в том, что генетически застывшая популяция — прекрасная мишень для патогенов и хищников. Ведь гораздо легче ограбить банк, если известны все привычки охраны. При смене поколений старые гены составляют новую комбинацию и поэтому в меньшей степени чувствительны к атакам патогенов. Вейсман и его последователи считали, что старение — это адаптация, позволяющая использовать преимущества жизни в обществе и одновременно освобождать пространство для новых индивидов, тем самым поддерживая генетическую подвижность вида.