А самые первые яйца, известные науке, появились 300 миллионов лет назад. Их начали откладывать амниоты – животные, которые выглядели как небольшие ящерицы. Самые первые яйца были не похожи на классические куриные. Они были мягкими и белыми, как у рептилий, которые откладывали их под землей. Парадокс, но первая птица, максимально близкая к курице, вылупилась из яйца, которое снесла не курица. Поэтому логичнее спросить не что появилось раньше – курица или яйцо, а что появилось раньше – амниот или яйцо. И здесь биология делает выбор в пользу амниота. Сперва появился он, а потом у него уже выработался эволюционный механизм, показывающий, что плод лучше держать в яйце. По сути, откладывание яиц – это часть нашей эволюционной истории. Древние предки человека также откладывали яйца. Да и сейчас у женщин есть та же самая оболочка, мягкая, без скорлупы, только внутри.
Подводные гиганты
Вы наверняка слышали про гигантских глубоководных кальмаров или рыб, готовых по длине поспорить с автобусом. Меня всегда удивляло, откуда на глубине такие монстры-гиганты, ведь там мало пищи. Однако у природы есть свои интересные механизмы регулирования. Давайте разберем, как же в этих спартанских условиях вырастают такие крупные монстры.
Глубоководный гигантизм и правда явление парадоксальное. На большой глубине обычные морские животные вырастают до огромных размеров. И это в условиях дефицита пищи! Ведь мы привыкли ровно к обратному – все живое увеличивается в размерах во время изобилия!
На большой глубине кальмары вырастают до 13 метров, а сельдяные короли – до 11 метров. Или, например, гигантские изоподы, родственники сухопутных мокриц, – они вырастают до 70 сантиметров! Также очень знаменит японский краб-паук с размахом конечностей в три метра! Это в разы больше, чем длина, до которой вырастают их родственники на мелководье.
В науке это явление называется глубоководный гигантизм. Почему на глубине вырастают гиганты, интересно вдвойне, ведь там еще сложнее прокормиться – концентрация пищи намного меньше. Единственного ответа на этот вопрос у ученых нет. Есть несколько причин, которые, по мнению биологов, вызывают феномен глубоководного гигантизма. Но какая из них главная, еще предстоит узнать науке.
Задержка полового развития. У большинства животных конец полового созревания связан с прекращением роста. У людей в принципе так же – бурный рост идет до 16, максимум до 18 лет. А потом человек – если у него нет специфических гормональных заболеваний – расти перестает.
Мозг получает сигнал о переизбытке половых гормонов и останавливает рост особи. У морских животных на глубине этот процесс сбивается. Пищи не хватает, условия экстремальные, значит, и зрелость наступает намного позже. А до тех пор рост продолжается.
Метаболизм. Все же вы наверняка слышали про медленный метаболизм. Считается, когда у человека медленный обмен веществ – он быстрее толстеет. Это действительно так, хотя роль метаболизма в ожирении сейчас явно преувеличена. На первом месте все-таки стоит переедание.
А вот у морских монстров из-за низких температур на глубине метаболизм замедляется. И их организм не успевает так быстро сжигать калории. Вот их тела и увеличиваются в размерах.
Долгожители. Адаптация к низким температурам приводит к тому, что морские животные живут дольше. И потихоньку растут на протяжении почти всей своей жизни.
Низкие температуры как бы консервируют организмы. Клетки этих животных действительно хорошо сохраняются. При этом сами клетки при низких температурах тоже несколько больше в размерах.
Парадокс Пето
Завершить «гигантскую» часть этой книги хочу интересным парадоксом.
Почему слоны никогда не болеют раком
Животные, которые в ходе эволюции выработали устойчивость к серьезным заболеваниям, всегда привлекают внимание ученых. Ведь можно изучить и перенять их механизм! В поле зрения ученых находятся слоны и киты, которые успешно противостоят онкологии. При том, что большинство других млекопитающих страдает от рака. Слоны в дикой природе живут до 70 лет и с онкологией не знакомы. Голубые киты – до 90 лет. Они иногда болеют раком, но случаи крайне редки. В чем же причина их устойчивости? Рак происходит из-за накопления генных мутаций. Чем больше клеток, тем, соответственно, и выше вероятность рака. Так должно быть по логике. Но на деле – крупные животные, напротив, живут довольно долго. Этот феномен называется парадоксом Пето. Британский врач Ричард Пето сформулировал его в 1977 году. У человека клеток в 1000 раз больше, чем у мыши. И живем мы в среднем в 30 раз дольше, чем мыши. Риск мутации для клетки при таких условиях вырастает почти в миллиард раз. Однако вероятность рака у мыши и человека одинакова. Неужели наши клетки в миллиард раз более устойчивы?
Если бы клетки человека и мыши вели бы себя так же одинаково, как и в пробирке, то люди повально умирали бы от рака еще в младенческом возрасте. Однако этого не происходит. То же самое и с китами и слонами. Вероятность рака у них должна быть в разы выше, чем у человека. Но они страдают от онкологии даже реже людей. Ученые объясняют этот феномен двумя причинами.
Эволюционная адаптация. Крупные животные были вынуждены разработать механизмы подавления рака. Иначе бы просто не появились и не закрепились в ходе эволюции.
Метаболизм. Клетки больших животных сами по себе более крупные. У них медленнее энергообмен. Да и делятся они медленнее. Соответственно, ниже риски мутаций.
Чем уникален ген слона
У млекопитающих есть такой уникальный ген, как TP53. Биологи его называют «стражем генома». Он препятствует развитию злокачественных опухолей. Либо он помогает восстановить поврежденные клетки, либо уничтожает их. И в раковых опухолях как раз и наблюдается мутация этого гена примерно в 50 %.
У человека и большинства других млекопитающих присутствует лишь одна или максимум две копии этого гена. В геноме слонов оказалось 20 его копий! Чтобы на случай, если «страж генома» мутирует, ему всегда нашлась адекватная рабочая замена. Любопытно, что и механизм работы этого гена у слона несколько отличается. Если у человека TP53 часто старается восстановить клетку, то у слона – уничтожает. Ничего, новые вырастут!
Что будет, если пересадить клетки слона. Победим ли мы рак?
Пробовали такой эксперимент на мышах. И действительно, мыши с такой генной модификацией подавляли рак на порядок лучше. Но обойти законы природы все равно не удалось. Такие клетки старели быстрее. И выигрыша в продолжительности жизни не получилось. Что ж, решить вопрос грубым методом – пересадкой гена, видимо, не получится. Возможно, в будущем ученые научатся пересаживать недостающие части генома, когда его коснулась мутация. Ведь у слонов их можно взять с запасом.
Глава IX. Человек
Это сейчас мы смотрим на себя как на царей природы. За счет развитого интеллекта способны менять окружающую действительность, создавать новые виды организмов, успешно защищаться от любых потенциальных врагов в живой природе.
Но мы видим только конечный результат. На самом же деле в природе сильно развитый мозг скорее минус, чем плюс. Иначе это свойство закрепилось бы гораздо раньше человека. Главный минус мозга – он ужасно прожорлив. Мозг человека составляет всего 2 % от массы всего тела, а потреблять может свыше 20 % всей энергии. Это в пять раз больше, чем любой другой орган человека. Мозг даже прожорливее, чем сердце, которое, казалось бы, беспрерывно занято прокачкой крови по всему организму.
В 1984 году чемпионат мира по шахматам был внезапно отменен. Причина оказалась в том, что здоровье 12-го чемпиона мира по шахматам Анатолия Карпова стало вызывать беспокойство. Шахматист активно готовился к матчу и за несколько месяцев похудел более чем на 10 килограммов, при том, что сам он человек весьма некрупный. Рацион он не менял. Все дело в высоких интеллектуальных нагрузках. Прожорливый мозг – обуза в дикой природе. Ведь его надо обеспечивать, искать дополнительную еду. Это на длинной эволюционной дистанции однозначный минус. Если бы у вас вдруг образовалась приличная статья расходов в бюджете, которая не несет никаких очевидных плюсов для вас, первое, что бы вы захотели сделать, – перестать тратить! А ведь преимуществ не дает, по сути, никаких. Это же не клыки и когти, важные для охоты. И не быстрые ноги, чтобы убежать от хищника. И не острый нюх, позволяющий на расстоянии обнаружить добычу. Получается, мозг – это нахлебник. Вы скажете: «Но ведь мозг позволяет нам изобретать оружие, которое куда эффективнее клыков». Да! Но до этого этапа нужно было дорасти. От первой мутации в мозге до изобретения каменного топора прошли миллионы лет естественного отбора. Даже для того, чтобы привязать камень к палке, предкам человека потребовались миллионы лет. Не говоря уж о более совершенном способе борьбы с агрессивной средой за место под солнцем. И все-таки у наших далеких предков произошла мутация в коре головного мозга. И не только произошла, но и закрепилась. Путь оказался сложным. Это сейчас человек разумный – вне конкуренции. В прошлом же было много видов людей и других гоминидов, которые сошли с эволюционной дистанции и вымерли.
В этой части книги мы посмотрим на первые шаги и самые интересные этапы развития человека. Но начнем мы с любопытного факта. В живой природе уже была попытка развития одного умного существа.
Вместо Homo sapiens: троодон – динозавр с признаками интеллекта
Мы привыкли считать человека единственным существом с развитым интеллектом. Но на планете уже были животные, которые в ходе эволюции вполне могли стать главным разумным видом на планете. Эксклюзива на ум у человека на самом деле нет и сейчас. Самосознание есть и у трех видов животных: слонов, дельфинов и обезьян. Именно эти три вида способны распознавать себя в зеркале. Они, возможно, осознают и конечность жизни, у них есть свои похоронные обряды. И не исключено, что спустя десятки миллионов лет какой-то из этих видов разовьет интеллект до уровня современного человека. Да, эволюция закрепляет те качества, которые полезны для выживания. И интеллект явно одно из них. У предков человека когда-то начал развиваться интеллект, и это свойство прочно закрепилось у нашего вида. Но был в истории Земли по крайней мере еще один вид животных, который имел зачатки интеллекта.