Ник Лейн - Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции

• Название: Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции
• Автор: Ник Лейн
• Издательство: Act, corpus
• Жанр: Научпоп
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-079731-8

Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.

---

10. Папарацци хорошо знают: чем крупнее линза, тем больше она позволяет увидеть. Это относится и к хрусталику. Очевидно, что верно и обратное, так что хрусталик не может быть меньше некоторого порогового размера - сравнимого с размером отдельных фасеток в глазах насекомых. Однако важную роль здесь играют не только размеры хрусталика, но и длина световых волн: чем меньше длина волны, тем лучше разрешение. Возможно, именно этим и объясняется, почему и современные насекомые, и древнейшие (мелкие) позвоночные воспринимали ультрафиолетовый свет: это увеличивает разрешающую способность маленьких глаз. У нас в этом нет необходимости, потому что хрусталики наших глаз крупные и мы можем себе позволить отбросить эту опасную для клеток часть спектра. Интересно, что способность насекомых воспринимать ультрафиолетовый свет дает им возможность видеть узоры и оттенки цветов, которые для нас выглядят просто белыми. Во многом именно поэтому на свете так много белых цветов: с точки зрения опылителей они весьма пестро окрашены.

11. Родопсины имеются у многих бактерий. Бактериальные родопсины похожи по структуре как на родопсины водорослей, так и на родопсины животных, и кодирующие их гены родственны генам родопсинов водорослей. Бактерии используют родопсины как в светочувствительных датчиках, так и для осуществления одной из форм фотосинтеза.

Глава 8

1. Клемент Фрейд был внуком Зигмунда Фрейда. Какое-то время он занимался политикой, представляя Либеральную партию. Однажды, прибыв в составе парламентской делегации в Китай, он с удивлением узнал, что одного из его младших коллег поселили в более дорогом гостиничном номере, чем был номер Фрейда. Ему объяснили, что тот парламентарий был внуком Уинстона Черчилля. “Это был единственный случай в моей жизни, когда я проиграл, меряясь дедушками”, - вспоминал Фрейд.

2. Строго говоря, это не так. Крупные животные вырабатывают меньше тепла на килограмм веса, чем мелкие, то есть интенсивность обмена веществ при увеличении размеров снижается. Причины этого остаются предметом споров, и я не стану в них углубляться. Желающие прочитать подробное обсуждение могут найти его в моей книге “Энергия, секс, самоубийство: митохондрии и смысл жизни”. Здесь достаточно сказать, что крупные животные действительно сохраняют тепло лучше, чем мелкие, несмотря на то, что вырабатывают меньше тепла на килограмм веса.

3. Переиначенные слова песни, которую исполнял легендарный блюзмен Хаулин Вулф: “Один сложен эдак, другой сложен так, а я сложен плотно, но я не толстяк. Не так сложен тот, чей удел - беготня, но что нужно девчонкам, все есть у меня”.

4. Если вам сложно себе представить, как отбор мог одновременно действовать на такое множество признаков, просто посмотрите вокруг. Некоторые люди явно выглядят спортивнее других, особенно те немногие, кто отличается по-настоящему олимпийским телосложением. Если бы существовала программа (разумеется, весьма спорная в этическом плане) поощрения браков между особенно атлетичными спортсменами и спортсменками, можно не сомневаться, что рано или поздно мы получили бы “суператлетов”. Подобные эксперименты проводили на крысах, исследуя развитие диабета, и всего за десять поколений добились увеличения аэробной мощности на 350 % (что существенно снижало риск развития диабета). Кроме того, у этих крыс на шесть месяцев, то есть примерно на 20 %, увеличилась средняя продолжительность жизни.

5. Одно интересное возможное объяснение, которое активно отстаивают Пол Элее и Тони Халберт из Университета Вуллонгонга в Австралии, предполагает, что все дело в составе клеточных мембран. Высокая интенсивность обмена веществ требует быстрого прохождения различных молекул через мембраны, а это обычно означает сравнительно высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, зигзагообразные цепочки которых делают мембрану более текучей, как растительное масло по сравнению со свиным жиром. Если у животных идет отбор на высокую аэробную мощность, в их мембранах обычно оказывается больше полиненасыщенных жирных кислот, в том числе во внутренних органах, что может вызывать вынужденное повышение интенсивности обмена веществ в состоянии покоя. У этого объяснения есть один недостаток: судя по всему, состав жирных кислот в мембранах клеток различных тканей вполне может быть разным, и в какой-то степени так действительно бывает. Поэтому мне это объяснение представляется не особенно убедительным. Кроме того, оно не отвечает на вопрос, почему у теплокровных животных во внутренних органах должно быть больше митохондрий, чем у холоднокровных. Этот факт заставляет предположить, что высокая интенсивность метаболизма во внутренних органах теплокровных животных непосредственно поощрялась отбором, а не возникла как случайное следствие изменения состава жирных кислот в мембранах.

6. Ископаемый листрозавр, обнаруженный Эдвином Колбертом в 1969 году в Антарктиде, послужил дополнительным подтверждением еще не общепризнанной тогда теории тектоники плит, поскольку листрозавры уже были найдены в Южной Африке, Китае и Индии. Ученым проще было поверить в то, что Антарктида дрейфовала, чем в то, что коренастые листрозавры смогли переплыть океан.

7. Ричард Прам из Йельского университета утверждает, что главное здесь - трубчатая структура перьев. В эмбриологическом отношении это важно, потому что трубчатое строение задает несколько осей: продольную и поперечные, проходящие сквозь стенки трубки. Вдоль таких осей в ходе эмбрионального развития создаются биохимические градиенты, на разных участках которых активируются разные гены, управляющие эмбриональным развитием. Весь организм эмбриологи тоже рассматривают как своего рода трубку.

8. Как скалолаз и бывший курильщик, не раз задыхавшийся высоко в горах, я пытаюсь представить, какие острые ощущения могли бы получать птицы-курильщики. Должно быть, постоянно проходящий через легкие и исключительно эффективно поглощаемый дым сильно бил бы им по мозгам!

9. Строение черепов ископаемых теропод может указывать на ощутимые размеры головного мозга, что тоже заставляет предположить у них высокую интенсивность обмена веществ. Однако интерпретировать подобные данные сложно, потому что у многих рептилий отнюдь не вся полость черепа занята мозгом. Следы на внутренней поверхности черепов теропод, вероятно, означают, что сосуды, снабжавшие кровью головной мозг, соприкасались с черепом, а значит, мозг все-таки занимал всю его полость, но этот вывод нельзя считать окончательным. Кроме того, существуют и более дешевые способы обзавестись крупным мозгом, чем переход к теплокровности, то есть большой мозг еще не обязательно означает теплокровность.

10. Свидетельства всего этого сохранились в отложившихся в те времена породах в виде изотопного состава содержащихся в них элементов. Желающим узнать об этом больше осмелюсь порекомендовать свою собственную статью “Читая книгу смерти” (Lane, N. Reading the Book of Death 11 Nature 448: 122-125; 2007).

Глава 9

1. Майкл Гаццанига пишет в своей книге “Социальный мозг” {The Social Brain), что его учитель Роджер Сперри, вернувшись с проводившейся в Ватикане конференции, вспоминал, что папа сказал на ней примерно следующее (смысл, по крайней мере, был такой): “Пусть ученые занимаются мозгом, а церковь - душой”.

2. Я пользуюсь здесь терминологией дуализма, предполагающего разницу между душой (психикой) и работой мозга, хотя и не считаю, что между ними есть разница, отчасти для того, чтобы подчеркнуть, как глубоко подобный дуализм внедрился в язык, а отчасти потому, что это отражает суть проблемы. Если психика есть не что иное, как работа мозга, то мы должны объяснить, почему нам кажется, что это не так. Сказать: “Все это иллюзия!” недостаточно, нужно еще разобраться в молекулярных основах этой иллюзии.

3. Первый Deep Blue проиграл Каспарову в 1996 году, хотя победа в одной из игр того матча все же осталась за машиной. Усовершенствованный компьютер, получивший неофициальное название Deeper Blue (“Более темный синий”), выиграл у Каспарова в 1997 году, хотя шахматист заявил, что замечал в ходах компьютера проявления “глубокого интеллекта и творческих способностей”, и обвинил IBM в нечестной игре. С другой стороны, если группа программистов может выиграть у шахматного гения, результат почти столь же впечатляющ: ведь это означает возможность коллективной гениальности.

4. Всем желающим больше узнать о подобных странных случаях я не могу не порекомендовать увлекательнейшие книги Вилеянура Рамачандрана, где явления человеческой психики анализируются в свете новейших нейробиологических и эволюционных данных* [* На русский язык к настоящему времени переведены две книги Рамачандрана (его имя по-русски передают также как Вилейанур, Вилейянур и Вилььнур): Рождение разума: загадки нашего сознания. М.: Олимп-Бизнес, 2006; и Мозг рассказывает: нейропсихология в поисках того, что делает нас человеком. М.: Карьера Пресс, 2013. - Прим. пер.].