Шон Кэрролл - Закон «джунглей»

• Название: Закон «джунглей»
• Автор: Шон Кэрролл
• Жанр: Научпоп
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-02391-7

Как работает жизнь? Как природа знает, сколько зебр и львов должно жить в саванне или сколько рыб должно плавать в океане? Откуда наш организм знает, сколько эритроцитов должно быть в крови? Шон Кэрролл – американский биолог, ведущий специалист в области эво-дево – рассказывает нам невероятно интересную историю открытий. Сокровенные тайны природы – законы, которые управляют количеством клеток в наших телах, животных и растений в дикой природе. Самое удивительное в этих правилах то, что они похожи и подчиняются одной логике – логике жизни. Кэрролл рассказывает о том, как знания законов функционирования человеческого тела стимулировали появление лекарств и подводит нас к мысли, что настало время использовать законы «джунглей», чтобы исцелить нашу больную планету.

Смелый и вдохновляющий труд одного из самых знаменитых биологов и одаренных популяризаторов науки рассказывает про законы жизни во всех формах, проявлениях и масштабах. Прочитайте эту книгу, и ваш взгляд на мир изменится.

---

Накапливаются факты, свидетельствующие, что глобальная экосистема нездорова или по меньшей мере очень истощена. Один из критериев, разработанных учеными, – это общий экологический след человеческой деятельности, складывающийся из выращивания продовольственных и технических культур, выпаса скота, заготовки леса, рыболовства, строительства инфраструктуры для жилья и получения энергии, сжигания топлива. Затем экологический след можно сравнить с общей продуктивностью планеты. В результате получается один из самых простых, но красноречивых графиков, попадавшихся мне в научной литературе (рис. 2).

Пятьдесят лет назад, когда на Земле жило около 3 млрд человек, мы ежегодно потребляли около 70 % ресурсов, ежегодно производимых Землей. Этот график преодолел отметку 100 % в 1980 г., а сегодня остается на уровне примерно 150 %. Это означает, что нам нужно полторы такие планеты, как Земля, для возобновления ресурсов, которые мы тратим ежегодно. Как отмечают авторы этого исследования, которое теперь также стало ежегодным, у нас в распоряжении всего одна Земля.

Мы обуздали биологию, но не самих себя.

Рис. 2

Тенденция изменения экологических потребностей человечества по сравнению с продуктивностью Земли. В настоящее время перерасход запасов, которые способна восстановить планета, составляет примерно 50%

Рисунок взят из работы Wackernagel, M., N. B. Schulz, D. Deumling, A. C. Linares et al. (2002) “Tracking the Ecological Overshoot of the Human Economy.” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 99: 9266–9271. © 2002 National Academy of Sciences

Законы для жизни

Как бы предвзято ни звучало это утверждение из уст биолога, то огромное влияние, которое биология оказала на нашу жизнь за прошлый век, доказывает, что именно эта естественная наука наиболее важна для человеческой деятельности. Нет никаких сомнений, что в обозримом будущем биология будет играть ключевую роль в обеспечении растущего населения пищей, лекарствами, водой, энергией, жильем и средствами к существованию.

Любой биолог, понимающий в экологии, глубоко обеспокоен растущим «нездоровьем» планеты, тем, как все сложнее ей становится обеспечивать необходимым нас, не говоря уже о других созданиях. Не будет ли трагической иронией судьбы то, что мы будем все быстрее открывать новые лекарства против всевозможных молекулярных и микроскопических смертельных опасностей, в то же время оставаясь в блаженном или осознанном неведении о том, как устроен наш общий дом в макроскопическом масштабе? Несомненно, большинство пассажиров «Титаника» больше интересовались обеденным меню, чем тем, на какой широте и с какой скоростью идет их судно.

Итак, ради нашего общего блага давайте разберемся во всех законах природы, а не только в тех, которые касаются нашего организма. Лишь при условии, что мы станем глубже понимать экологические законы и научимся руководствоваться ими, у нас появится шанс обратить побочные эффекты нашей деятельности, возникающие по всему земному шару.

Но я собирался обсудить на страницах этой книги не только определенные законы, сколь бы практичны и актуальны они ни были. Знания о них – результат упорных и до сих пор не оконченных исканий, цель которых – понять устройство жизни. В частности, я собираюсь рассказать об этих исканиях, а также о радости, связанной с совершением открытий. Я считаю, что наука предстанет перед нами гораздо более увлекательной, понятной и запоминающейся, если мы проследуем за учеными со всего мира в их лаборатории, понаблюдаем за их терзаниями и триумфами. Эта книга целиком состоит из историй о людях, которые, не боясь испытаний, брались за разгадку великих тайн и достигали выдающихся результатов.

В результате их открытий мы не просто получили более подробные руководства по эксплуатации человеческого организма либо тех или иных экосистем. Одно из всеобщих убеждений о биологии (несомненно, сложившееся по вине биологов и составителей экзаменов по биологии) заключается в том, что для понимания жизни необходимо оперировать огромными массивами фактов. Как выразился один биолог, жизнь являет, казалось бы, «практически бесконечное множество частностей, которые приходится сортировать в индивидуальном порядке». Здесь я также собираюсь показать, что это не так.

Когда мы размышляем об устройстве человеческого организма или о сцене, которую я наблюдал в Серенгети, нас просто ошеломляет количество деталей: элементы кажутся слишком многочисленными, а их взаимодействия – чересчур сложными. Сила небольшого набора общих правил, которые я опишу здесь, заключается в том, что они позволяют свести все сложные феномены к простой логике жизни.

В частности, эта логика поясняет, как наши клетки или организмы «узнают», что нужно уменьшить или нарастить синтез того или иного вещества. Та же логика объясняет, почему увеличивается или уменьшается популяция слонов в саванне. Итак, пусть даже конкретные молекулярные или экологические законы отличаются, общая логика едина для всех и вся. Я считаю, что, понимая эту логику, мы значительно лучше осознаем, как устроена жизнь на различных уровнях: уровне молекул, людей, слонов или экосистем.

Надеюсь, что каждый читатель этой книги почерпнет в ней вдохновение и свежий взгляд на жизнь: взгляд на чудеса жизни в различных ее масштабах, вдохновение от историй об удивительных людях, бравшихся за разгадку великих тайн и в результате совершавших открытия, а также о тех немногих, чьи значительные достижения помогли изменить мир к лучшему.

* * *

Проведя пять дней в Серенгети, мы повстречали все виды крупных млекопитающих, кроме одного… Когда мы ехали назад через желто-зеленые саванны, на горизонте, как по заказу, возник новый силуэт с хорошо заметным характерным рогом – черный носорог. Во всем парке Серенгети обитает всего 31 носорог, встречи с этим зверем редкие и захватывающие. Но учитывая, что некогда здесь обитали более 1000 этих животных, подобные встречи служат грустным напоминанием о стоящих перед нами проблемах. Хотя мы знаем, по каким законам работает человеческая эрекция, и ее могут обеспечить как минимум пять разных недорогих препаратов, носорога до сих пор истребляют за его рог, который считается в восточной медицине драгоценным афродизиаком.

Мы живем в чудесные и диковинные дни

Не плачь, малышка, не плачь

Не плачь.

01 Все по правилам

Глава 1. Мудрость тела

Живое существо стабильно. Ему необходимо быть таковым, чтобы не разрушиться, не раствориться или не дезинтегрироваться под действием колоссальных, зачастую противодействующих сил, которые его окружают.

Шарль Рише, нобелевский лауреат (1913)

Я пробудился от глубокого сна из-за треска деревьев. Глядя через москитную сетку нашей большой палатки, установленной на лесистом утесе над рекой Тарангире в северной Танзании, я ничего не мог рассмотреть в кромешной тьме безлунной ночи. Может быть, ветром свалило дерево? Посмотрел, который час, – было четыре утра, – и перевернулся на другой бок, надеясь поспать еще пару часов. Однако тут же услышал тяжелую поступь – сначала прямо перед нашей палаткой, затем вокруг нее. Шум то и дело прерывался низким ворчанием, напоминавшим громкое мурлыканье. Они были совсем близко. Проснулась и моя жена Джейми.

Семейство слонов поднималось по склону от русла реки, ощипывая древесные кроны и верхушки кустарников. Эти животные, не имеющие естественных врагов, бродят где хотят. Они весят по четыре тонны или даже больше и, орудуя мощными хоботами как подъемными кранами, просто делают себе просеку через любые заросли. Пока мы слушали, как трещат ветви и стволы, я думал о том, какая тонкая ткань разделяет нас и слонов. Совершенно не замечая отдыхающих рядом людей и, к счастью, абсолютно не заинтересовавшись нашим прямо угольным убежищем, они паслись возле нас до самой зари, а потом вновь спустились по склону на водопой.

Когда рассвело, мы осторожно вылезли наружу, чтобы сфотографировать одного слона, отбившегося от стада. Дружище, когда между тобой и слоном ничего нет, он кажется еще больше. Этот самец был гигантским, метра три в холке, с огромными ушами. Он пощипывал листья и ветки с невысоких деревьев, игнорировал папарацци, таращившихся на него из-за нескольких палаток, и, кажется, был вполне доволен жизнью (рис. 1.1), пока его не напугал какой-то шум из палатки. Слон затрубил, развернулся влево и сделал несколько шагов в нашу сторону.

О том, что произошло дальше, воспоминания у всех разные…

По моей версии, мы ринулись в ближайшую палатку (нас набилось туда, как сельдей в бочке) и мигом застегнули молнию (потому что четырехтонные слоны не умеют открывать молнии). Потом просто сидели внутри, дрожали и перешептывались, стараясь прийти в себя.

С биологической точки зрения за эти несколько секунд в моем мозге и теле произошла масса интереснейших событий. Прежде чем мозг даже успел подумать: «Бешеный слон! Беги!» – самый примитивный отдел мозга, миндалевидное тело, уже отправлял сигнал тревоги в гипоталамус. Этот командный центр размером с орешек, расположенный прямо над миндалевидным телом, оперативно отправлял электрические и химические сигналы основным органам. По нервам он приказал надпочечникам выделить норадреналин и эпинефрин, более известный под названием адреналин. Затем эти гормоны, попав в кровоток, быстро достигли других органов, в частности: сердца (оно забилось чаще), легких (дыхательные пути расширились, я стал глубже дышать), скелетных мышц (они сократились сильнее), печени (высвободившей запасы сахара, из которого быстрее всего извлекается энергия), а также клеток гладкой мускулатуры по всему телу; кровеносные сосуды сжались, волоски на коже встали дыбом, а кровь отхлынула от кожи, кишечника и почек. Кроме того, гипоталамус отправил химический сигнал, кортиткотропин-рилизинг-гормон (КРГ) в гипофиз – расположенную по соседству железу. Гипофиз запустил выделение еще одного вещества, аденокортикотропного гормона (АКТГ), которое поступило в другую часть надпочечника и спровоцировало выделение еще одного вещества – кортизола. Кортизол повысил мое кровяное давление и усилил приток крови к мышцам.