Примеры феноптоза среди растений и беспозвоночных давно уже не составляют секрета для ботаников и энтомологов. Для них совершенно очевидно, что запрограммированная смерть отдельных индивидуумов — это широко распространенное и биологически оправданное явление. Думаю, что им даже не очень понятно, почему мы поднимаем столько шума из-за такой банальности. Но одно дело — какие-то насекомые и растения, а другое — «высшие» животные — позвоночные. То есть рыбы, земноводные, рептилии, птицы и звери. И мы с вами. Быть может, именно среди них работает принцип бесценности жизни каждого отдельного индивида? Если такое высокоорганизованное существо, как тихоокеанский лосось, сумело вырасти, избежав кучи опасностей в море, то как же можно позволить себе такое расточительство, как самоубийство этой замечательной рыбины?
К сожалению для каждого конкретного лосося, и к счастью для всего вида этих рыб, они относятся к однократно размножающимся существам. Чтобы выиграть гонку за выживание у других видов, они придумали следующий трюк. Взрослые лососи живут в море, где много еды, но и куча опасностей. Вздумай они размножаться там, их икра и мальки были бы легкой поживой для самых разных хищников. И лососи бежали. Когда приходит пора размножения, лососи покидают море и начинают долгое путешествие вверх по впадающим в него рекам, доходя до самых верховий с кристально чистой водой. То есть водой, в которой практически нет никакой еды, и она не может прокормить никаких серьезных хищников. Именно здесь лососи нерестятся. Но чем будут питаться их мальки? Как это ни ужасно — своими родителями. Правда, не напрямую. Сразу после нереста лососи погибают и их тела поедают мелкие рачки, бешено размножаясь на таком пиршестве. Представьте — живешь себе, голодаешь в «кристальной чистоте» заводи горной реки, питаешься неизвестно чем, каждая крошка провианта на счету и тут в эту заводь плюхается многокилограммовое чудовище и, немного побарахтавшись, сдыхает. Вот он, праздник для всей водоплавающей мелюзги! И этими-то страшно размножившимися на телах родителей рачками и питается молодняк лосося, оставив с носом орды морских хищников. Что особенно для нас важно, биологи опять-таки сумели предотвратить запрограммированную смерть лосося при помощи удаления у взрослых рыб определенных органов: гонад или коры надпочечников.
Складывается впечатление, что феноптоз существует у любых однократно размножающихся существ. Есть они и среди млекопитающих — например, австралийская сумчатая мышь (рис. 2), самцы которой совершают биохимическое самоубийство сразу после сезона размножения. Подробнее особо дотошный читатель углубит свои познания о феноптозе у позвоночных в части II, раздел 11.2.4.
Биологи СУМЕЛИ ПРЕДОТВРАТИТЬ ЗАПРОГРАММИРОВАННУЮ СМЕРТЬ ЛОСОСЯ ПУТЕМ УДАЛЕНИЯ У ВЗРОСЛЫХ РЫБ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ ИЛИ КОРЫНАДПОЧЕЧНИКОВ.
Чтобы привлечь самку в период гона, самцы этой мыши, как и другие животные, выделяют феромоны. Оказалось, что помимо самок, под действие этих летучих веществ подпадают и сами самцы. Их улавливает специальный вомероназальный орган, который (не сразу, а при отностительно длительном воздействии феромона) подает пока еще неизвестный сигнал в мозг, вызывающий разбалансирование гормональной системы этих симпатичных зверьков. Резко повышается продукция кортикостероидов, аномально подскакивают уровни адреналина и норадреналина, что в конце концов приводит к острой почечной недостаточности и смерти самцов сумчатой мыши. Кстати, можно кардинально продлить их жизнь, если просто никогда не показывать им самок. Тогда они не впадают в состояние гона, феромоны не выделяются и мышь не запускает смертельную программу феноптоза.
Обратите внимание, что австралийская мышь, как и дрожжи (о них речь шла в главе 1.1.3), использует феромон в качестве орудия феноптоза, хотя биохимические механизмы действия этого орудия в двух названных случаях оказываются совершенно различными.
Может показаться, что, приводя примеры запрограммированных самоубийств однократно размножающихся существ, мы ломимся в открытую дверь. Если одному или обоим родителям суждено погибнуть после размножения, то такое событие по определению должно быть как-то запрограммировано. На самом деле эти факты — скорее логическая преамбула к еще более интересной истории про феноптоз животных, которым разрешено размножаться многократно. Об этом — в следующей главе.
ГЛАВА 1.3
Смертоносные программы внутри нас: мифы и реальность
Задайте кому-нибудь из ваших знакомых или друзей вопрос: «Что вы знаете о леммингах?» Наиболее частыми ответами будут: «Ничего!» или же вы услышите занимательную историю о массовом самоубийстве в мире животных. Лемминги — небольшие грызуны, родственные хомячкам, обитающие в тундре и лесотундре Евразии и Северной Америки. Как и все прочие грызуны, они хорошо делают две вещи: едят и размножаются. Когда их становится слишком много, они съедают все съедобное вокруг, начинается голод, и часть
животных мигрирует прочь от изначального места обитания. В начале XX века в одной из детских энциклопедий была высказана смелая гипотеза: численность леммингов резко сокращается потому, что мигрирующие группы на самом деле не ищут новых мест обитания, а попросту сбрасываются с обрывов в море. Эта вполне безумная гипотеза, вероятно, тихо сгинула бы при очередном переиздании энциклопедии, но так случилось, что драматический образ массового самоубийства симпатичных хомячков был взят на вооружение студией Уолта Диснея и в конце 50-х годов прошлого века был запечатлен на кинопленку, а затем показан с киноэкранов миллионам детей. Тот факт, что съемки были постановочные, что леммингов доставили к месту съемки самолетом и что их специально сбрасывали с небольшого обрыва под прицелом кинокамеры, остался за кадром. В результате получился один из самых широко распространенных мифов о животных, закрепивший за леммингами славу существ, склонных к массовому суицидальному безумию. К реальности этот миф, увы, не имеет ни малейшего отношения.
Но в природе существуют и примеры настоящего самоубийства многократно размножающихся животных. Один из них — самоотверженная защита медоносными пчелами своего гнезда. Пчела, ужалив врага, оставляет в его теле свое жало и вскоре сама умирает. В этой ситуации тоже есть нечто понятное и близкое нам, людям — пойти на верную смерть ради благополучия своей семьи.
Всем известно, что многие животные идут на риск для жизни или даже на верную смерть, защищая свое потомство. Эта поведенческая модель близка и человеку: спасти своего ребенка, не жалея себя или даже ценою своей жизни вовсе не кажется поступком странным или противоестественным.
Как же в ходе эволюции могли закрепиться такие поведенческие модели, если они серьезно повышают вероятность гибели животного или его потомков? Ответ заключается в том, что во всех подобных примерах одна жизнь приносится в жертву ради жизней нескольких животных своего вида или же животное идет на не очень большой риск ради того, чтобы уберечь сородичей от риска гораздо большего. Таким образом, в итоге сохраняется больше животных данного вида, и альтруистичная модель поведения оказывается эволюционно выгодной.
Гибель одного животного ради жизней НЕСКОЛЬКИХ ДРУГИХ животных СВОЕГО ВИДА оказывается эволюционно ОПРАВДАННОЙ И ГАРАНТИРУЕТ ВЫЖИВАНИЕ ВИДА.
Примеров подобного альтруизма достаточно много, и не только среди животных. Так, излюбленный объект ученых — бактерии кишечной палочки — иногда в ответ на поражение вирусом разрушают собственные клетки еще до того, как вирус размножится у них внутри и вызовет гибель. Таким образом бактерии, по-видимому, предотвращают распространение вирусной инфекции в популяции. Нечто похожее наблюдается и у высших животных, в том числе и у человека. При сепсисе, который иногда называют просто заражением крови, большое количество бактерий, попадая в кровь, вызывает тяжелое патологическое состояние организма — септический шок, который может привести к смерти. Как это ни печально, около 40% жертв сепсиса отправляются в мир иной, несмотря на все старания врачей их спасти.
Но позвольте, скажете вы, разве это не бактерии убивают человека при сепсисе, унося каждый год более ста тысяч жизней только в России? Представьте себе, нет! Бактерии не виноваты. Точнее, виноваты, но не потому что «съедают» человека изнутри или отравляют ему кровь, а просто потому, что они появились в крови. Причиной шокового состояния и смерти от сепсиса служит вовсе не вред, наносимый бактериями, а реакция организма на их наличие. Определенные вещества, присутствующие только в бактериях, в первую очередь — липополисахариды (ЛПС), вызывают в организме воспалительную реакцию. Это разумно: в ответ на развитие инфекции у нас поднимается температура и активируются прочие иммунные механизмы, помогающие бороться с микробами. Но если по каким-то причинам инфекция продолжает развиваться, то по мере увеличения концентрации ЛПС в крови воспалительная реакция организма лавинообразно нарастает, выходит из-под контроля, и в итоге может привести к саморазрушению и смерти. В некотором смысле это похоже на аллергию, когда одно присутствие чужеродного вещества — даже безвредного — вызывает неадекватно бурный иммунный ответ, вплоть до анафилактического шока и смерти.
Биологический смысл гибели человека от заражения крови в том, чтобы не ДАТЬ РАСПРОСТРАНИТЬСЯ потенциально опасной инфекции, попавшей в его ОРГАНИЗМ.
Очевидно, что с точки зрения организма самоубийственная реакция септического шока вредна. Гораздо разумнее было бы бороться с инфекцией «до последней капли крови», задействовать все силы организма на уничтожение бактерий. Если инфекция пересилит — что ж, увы. Но сдаваться еще до того, как иссякли силы для борьбы — это попросту глупо! В чем же смысл такой гипертрофированной реакции на бактериальное заражение? Почему организм убивает себя при массовом бактериальном заражении, даже если оно само по себе еще не несет смертельной опасности? Биологический смысл этого явления может быть следующим: как можно скорее уничтожить носителя потенциально опасной для вида инфекции и тем самым предотвратить ее распространение. Вредная для организма программа сохраняется потому, что приносит пользу популяции. Если вы хотите подробнее узнать о септическом шоке как частном случае феноптоза, см. часть II, раздел 11.3.2.
В любом случае сам факт наличия у живых организмов генетических программ, вредных для организма, но полезных для популяции, не вызывает сомнений. И вполне может быть, что старение — тоже одна из таких программ.
ГЛАВА 1.4
Жизнь или размножение — что выбрать?