Если хотите оставаться молодым и здоровым как можно дольше, занимайтесь спортом, правильно питайтесь и... отрастите себе крылья. А что? Многим животным они помогают не стареть и жить долго и счастливо.
Гореть, но не чадить
Традиционно принято считать, что старение -- естественный процесс, связанный с износом клеток. Но почему тогда продолжительность жизни одних видов животных намного больше, чем других? Может быть, некоторые сумели развить в себе способность замедлять износ?
Еще в начале XX века была установлена связь между скоростью сжигания калорий -- метаболизмом -- и продолжительностью жизни животного. Оказалось, что количество калорий, которое сжигают за всю жизнь морская свинка и крупный боров, соотносятся с массой их тела примерно одинаково.
На первый взгляд кажется, что каждому грамму живого существа природа отвела определенное количество энергии. И значит, если мышь сможет замедлить сжигание калорий, то она будет жить так же долго, как черепаха. Действительно, метаболизм можно рассматривать как огонь, пылающий в топке жизни. Но любое пламя, даже контролируемое, опасно. И опасность клеточного костра заключается не в жарком пламени, а в тех вредных отходах, которые в процессе жизнедеятельности накапливаются в клетках.
Самые известные из них -- свободные радикалы. Они постоянно бомбардируют другие молекулы, в том числе ДНК. Другие побочные продукты метаболизма тоже портят детали клеточной машины. И когда их накапливается критическое количество, наступает смерть. По крайней мере, так гласит теория.
На практике она отчасти подтверждается: стоит охладить камеру с мушками дрозофилами -- их метаболизм замедляется, а продолжительность жизни увеличивается. С теплокровными животными сложнее -- они поддерживают постоянную температуру тела в любой среде. Правда, с ними удается другой фокус. Сокращая рацион питания теплокровных, ученые умудрялись увеличивать продолжительность их жизни в некоторых опытах аж на 75%. И тоже объясняли это замедлением метаболизма.
Но впоследствии выяснилось, что скорость метаболизма тут ни при чем. Было доказано, что метаболизм у голодающих грызунов замедляется только сначала, а потом быстро приходит в норму. Животные каким-то образом перестраиваются на более экономное и менее вредоносное сжигание энергии. Поэтому-то и живут они дольше.
Но как они приобрели эту способность? Почему животные научились в голодные периоды перенаправлять энергию на поддержание жизни в теле и на его "починку", а не тратить ее на вынашивание потомства?
Кого подстерегает случай
Вести, окончательно подорвавшие метаболическую теорию, пришли от животных, которых не встретишь в научных лабораториях. У птиц скорость метаболизма несравнимо выше, чем у мелких млекопитающих, живут они, однако, в два раза дольше. Как это объяснить?
В жизни даже самого приспособленного животного всегда есть риск смерти от голода, холода или встречи с хищником. Только для одних эта вероятность возможна, для других -- неизбежна. И для этих других нет смысла тратить внутренние ресурсы и создавать иммунную систему, рассчитанную на долгие годы работы, если риск быть проглоченным в первые недели жизни очень высок. Никто из животных, конечно, ни о чем таком не задумывался -- все совершил естественный отбор.
Итак, когда вероятность гибели организма очень высока, преимущество отдается генам, отвечающим за быстрое половое созревание и размножение. Тогда все энергетические ресурсы направляются на многочисленное потомство, и вид в целом сохраняется.
В других экологических условиях, когда от опасности можно убежать, улететь, спрятаться под панцирь, естественный отбор работает в пользу генов, отвечающих за долгую работу всего организма.
Мелкие млекопитающие стареют и умирают быстрее не потому, что живут "быстрее". Просто им труднее скрыться от хищников, значит, им отведено судьбой меньше времени для размножения. Более крупные животные, которым легче противостоять хищникам, оказываются лучше приспособленными и к другим стрессам, таким как экстремальные температуры и голод.
Летающие млекопитающие, которым не составляет труда обвести хищника вокруг пальца и легче найти пропитание, живут в несколько раз дольше, чем другие животные тех же размеров. Летучая мышь может прожить 30 лет -- в шесть раз больше обыкновенной. И это относится даже к тем видам, которые не экономят калории в зимних спячках. Например, тропические летучие мыши активны круглый год, а живут дольше нелетающих млекопитающих тех же размеров.
Или взять двух ночных сумчатых зверьков, обитающих на деревьях. Снизу их практически невозможно отличить друг от друга: оба ведут сходный образ жизни, образуют одинаковые семейства, одинаково неравнодушны к паучкам и сладкому древесному соку. Но австралийская сумчатая белка-летяга живет в два раза дольше, чем ее кузен опоссум Лидбитера. Потому что умеет летать.
Кто не спрятался...
И таких примеров великое множество. Например, моллюск с толстенной раковиной, обитающий на дне океана, -- самый долгоживущий из всех известных животных земли, он может дожить до 200 лет. В принципе, все моллюски с раковинами -- долгожители. А вот их бедные родственники без раковин редко доживают до пятого года жизни.
Млекопитающие, усеянные иглами и шипами, тоже живут дольше своих менее защищенных собратьев. Коротконосая яйцекладущая ехидна, например, может прожить 50 лет, а дикообраз -- 20.
Если увеличение продолжительности жизни идет рука об руку с сокращением вероятности неестественной смерти, значит, теория должна подтверждаться и внутри видов. Так оно и есть. Если какая-то небольшая популяция оказывается изолированной от хищников, то особи в ней живут дольше.
Например, виргинский опоссум с острова Сапело (США), на котором нет и никогда не было хищников, живет в два раза дольше своего континентального собрата, который едва дотягивает до третьего года жизни. Более того, островной опоссум дольше сохраняет молодость: его самки часто приносят второй помет, а на континенте они становятся бесплодными после первых родов.
Как смогли островные зверьки так перестроиться? Пока ученые не знают всех тонкостей и деталей клеточной починки живого организма, которая позволяет ему сохранять молодость. Но им известно одно химическое вещество, энзим, который уничтожает все свободные радикалы. Как правило, у животных-долгожителей его уровень в крови очень высок.
Наши предки тоже сумели значительно сократить вероятность гибели от зубов хищников, голода, холода и засухи. Потому что приобрели очень полезную для выживания черту: они придумали язык и начали делиться стратегией выживания друг с другом. Отчасти это объясняет загадку продолжительности жизни вида гомо сапиенс. Мы, оказывается, живем в четыре раза дольше, чем отведено природой существам, сходным с нами по весу и скорости метаболизма.
И мечтаем о еще более продолжительной жизни.
Вы так хорошо сохранились!
Некоторые растения и животные не изменились со времен динозавров
Под 200-метровой толщей воды у побережья Африки каждый вечер из пещеры выплывает на охоту стая рыб. Если бы не кромешная тьма, можно было бы разглядеть, что они синие в белую крапинку. В этой сцене нет ничего необычного, она повторяется изо дня в день вот уже 400 миллионов лет. Потому что рыбы эти -- латимерии и относятся они к самым древним животным планеты.
Латимерии (или целаканты) остались верны океанским глубинам, когда их ближайшие родственники отправились осваивать сушу. Своего расцвета они достигли около 200 миллионов лет назад, а сегодня остались лишь две небольшие популяции: у Коморских островов и у Сулавеси, в Индонезии.
Латимерий можно отнести к уникальной группе видов, намного переживших всех своих родственников. Дерево гингко, например, было хорошо знакомо динозаврам, жившим 125 миллионов лет назад. Не изменились за последние 140 миллионов лет и крокодилы. Мечехвостам уже стукнуло 200 миллионов. 450 миллионов отметил моллюск по имени лингула. А моллюски из рода неопилина живут и в ус себе не дуют уже 500 миллионов лет.
В чем их секрет? Нашли идеальную формулу выживания или просто повезло?
Поверить в последнее довольно трудно, ведь за всю историю биосферы исчезли 99,9 процента всех когда-либо существовавших на земле видов. В среднем многоклеточный организм может просуществовать от 1 до 10 миллионов лет, а текучка живых кадров наблюдается уже 600 миллионов лет. Пять массовых вымираний каждый раз сметали с лица земли от 76 до 96 процентов от всего живого. А ведь было еще и множество постепенных изменений в биосфере планеты.
Наверное, счастливый случай сыграл свою роль в процессе выживания так называемых живых ископаемых, но они и сами не плошали. Например, лингула пережила всех своих родственников благодаря тому, что умеет зарываться в песок и все изменения окружающей среды ей нипочем.
Другим помогает удачный выбор места жительства. Так, ящерица туатара (или гаттерия) водилась повсеместно еще до динозавров. Когда 80 миллионов лет назад Новая Зеландия откололась от Гондваны, по счастливому стечению обстоятельств там не было млекопитающих. Без них в Новой Зеландии туатара продолжала процветать, а на других континентах, не выдержав конкуренции с млекопитающими, исчезла.
Биологи пытаются разгадать стратегию успеха "живых ископаемых". Один универсальный способ им уже известен: нужно быть многочисленным видом и жить повсюду. У кого это получается? У тараканов. Их многочисленные отряды жили на земле 250 миллионов лет назад.
Если сравнить живые виды с ископаемыми останками их родственников, становится ясно, что погибшие были экологически более узко специализированы, а значит, более уязвимы. Например, африканскую антилопу импала реликтом не назовешь, но она не меняла своей наружности вот уж 7 миллионов лет. За это время ее ближайшие родственники антилопы гну и коровьи антилопы дали жизнь 32 видам копытных, большинство из которых вымерли. Секрет импалы в том, что она не привередлива. Если изменяется окружающая растительность, она приспосабливается и ест что-нибудь другое.
Но отсутствие узкой специализации не объясняет удачной судьбы всех живых ископаемых. Латимерии, например, узко специализированы и обитают только глубоко под водой вблизи жерл подводных вулканов. Они потребляют минимальное количество кислорода -- меньше всех живущих позвоночных, -- поэтому им не требуется много пищи, и они выживают в самые голодные времена.
И они не единственные, кто сделал ставку на постоянство среды. Например, теплолюбивые археобактерии, появившиеся 3-5 миллиардов лет назад, на заре жизни, когда на всей земле было куда жарче, чем сейчас. И хотя с тех пор климат радикально изменился, они по-прежнему живут в почти кипящей воде горячих источников.
Выходит, общих правил не существует. Для одних стратегия выживания заключается в одном; для других -- в прямо противоположном. Приспосабливаться -- не приспосабливаться; развиваться и размножаться медленно -- развиваться и размножаться быстро; стать простым и немудреным -- стать сложным и изощренным. Главное -- оказаться в нужное время в нужном месте. Если и это не получается, тогда придется стать суперорганизмом, с физиологией, которая выдерживает все на свете.
Например, эмбрион мечехвоста умеет жить и в самой грязной воде. А деревья гингко неплохо чувствуют себя на газонах крупных городов, потому что легко справляются с атмосферными загрязнениями. Так что и у нас, научившихся стоически переносить сумасшедшую городскую жизнь, есть возможность превратиться в живых реликтов.
Абсолютные чемпионы в борьбе за выживание
Жарьте их, замораживайте, сушите, топите, морите голодом, облучайте... Этим существам все нипочем.
Они выдерживают давление в шесть раз большее, чем на дне океана, перепад температур от абсолютного нуля до более 100 градусов Цельсия; нежатся в лучах смертельного гамма-излучения, выживают в абсолютном вакууме и больше 100 лет обходятся без воды.
Это не портрет супермена из Star Track. Все вышеперечисленное умеет малюсенькое -- меньше миллиметра в длину -- существо, которое обитает повсюду и в эту самую минуту, может быть, сидит у вас под столом. Относится оно к отряду членистоногих и называется тихоходка. Как это обычно бывает у настоящих супергероев, недюжинные способности тихоходки скрываются за неприметной наружностью. За округлое тельце, толстые короткие ножки с коготочками и любовь к влажной среде обитания ее иногда называют "водяным медведем" или "мховым поросенком".
Секрет тихоходок заключается в умении полностью останавливать обменные процессы и при этом поддерживать клеточную структуру.
Известно это стало почти 300 лет назад. Все началось с Энтони ван Левенгука, который два дня высушивал осадок на водосточном желобе, потом развел его кипяченой водой и через полчаса увидел, что на предметном стеклышке под микроскопом кишмя кишит жизнь. Название выносливым существам дал итальянский ученый Лаззаро Спалланзани -- за тяжеловесную манеру передвигаться. И оценил их как "особо привилегированных животных, которых природа одарила способностью воскресать после смерти".
Один французский натуралист прожарил их при 125 градусах Цельсия, и они держались несколько минут. Другой экстремист Поль Беккерель в 1950 году с восторгом наблюдал, как оживают тихоходки, охлажденные почти до абсолютного нуля. Их облучали рентгеновским излучением в 250 раз сильнее дозы, смертельной для млекопитающих, -- а они ползали как ни в чем не бывало. В 1998 году японские ученые пытались раздавить тихоходок давлением в 6000 атмосфер, но не вышло. Тихоходки даже выдерживают съемку под электронным микроскопом, от которой гибнет все живое, потому что его помещают в вакуум и бомбардируют потоком электронов.
Повсюду на земле от гималайских вершин до тихоокеанских глубин живут около 700 видов тихоходок. Попадая в экстремальные условия, они как бы съеживаются, втягивая ножки и задраивая все отверстия. И приступают к фантастическому биохимическому трюку -- полному выключению метаболизма, остановке всех обменных процессов, в том числе дыхания.
Безусловно, на такое способен любой живой организм, и называется этот процесс просто: "смерть". Хитрость в том, чтобы вновь вернуться к жизни. Тихоходкам удается подсластить смертельную пилюлю: молекулы воды в клеточных мембранах они заменяют молекулами сахара-трегалозы. И так переживают полное отсутствие воды. Абсолютный рекорд установили тихоходки, ожившие после 120 лет, проведенных на иссохшем кусочке мха в одном из музеев Италии.
Сверхнизкие температуры тихоходки "обманывают" при помощи другой уловки. Замерзание опасно для живого организма из-за образования крупных острых кристаллов льда, которые разрывают клетки. У арктических тихоходок вместо крупных кристаллов льда образуется множество мелких, не столь опасных для клеток. Некоторые виды тихоходок умудряются выживать даже в жидком гелии.
Есть у них еще одна впечатляющая способность -- беспрепятственно путешествовать по планете. Вместе с воздушными потоками они возносятся в стратосферу и потом опускаются на другом материке. Никакие трудности столь высотного путешествия, даже минус 100 градусов по Цельсию, им не страшны.
Чему мы можем научиться у экспертов в вопросах выживания? Многому. Например, японцы смогли оживить сердце крысы, которое 10 дней находилось в растворе трегалозы. Цель этих опытов -- создание банка донорских органов и продление периода их хранения. Не за горами консервация и оживление всего тела. Пока мы умеем хранить только отдельные клетки млекопитающих -- кровь и сперму, -- а у тихоходок около 40 000 клеток включая нервные, и они их сохраняют в отличном состоянии.
Мечты о космических путешествиях в анабиозе и счастливом пробуждении на далеких планетах, возможно, осуществятся когда-нибудь. Когда будут разгаданы все секреты маленьких отважных тихоходок.
А мы, оказывается, живучие...
Людям не страшны жара и холод!
Возможности человеческого организма, такого, кажется, хрупкого, подчас невероятны. Только за последний год пресса донесла до нас несколько удивительных случаев, которые опровергают сложившееся представление о степени выносливости человека.
Этой зимой норвежка Анна Багенхольм, как и все северяне любившая зимние виды спорта, каталась на лыжах в окрестностях города Нарвик. И провалилась в полынью в реке. Ее мгновенно затянуло под толстый лед, и приятели ничего не могли сделать, кроме как вызвать службу спасения. Почти два часа прошло с момента трагедии, когда спасатели вытащили наконец Анну через вторую прорубь. Она была мертва -- не дышала, и сердце не билось. Температура тела -- 13,7 градуса по Цельсию. И все же пострадавшую отправили не в морг, а в больницу. Где застывшее тело начали оживлять. Через час забилось сердце, появилось дыхание. Через месяц интенсивной терапии Анна вышла на работу.
Чудо воскрешения Анны Багенхольм врачи объясняют тем, что мозг ее был резко охлажден, что сокращает его потребность в кислороде и препятствует образованию отека.
А вот никакого разумного объяснения тому, что случилось со Стасиком Ваняшевым из деревни Фетинино Вологодской области, врачи дать не могут. А односельчане объясняют просто -- Бог помог.
Стасик катался с горки и попал в занесенный снегом незакрытый колодец. Ноги в ледяной воде сразу застыли, а до верха девятилетний мальчуган дотянуться не мог. Пробыл в таком состоянии он около пяти часов. Родные вытащили из колодца совершенно белого ребенка. Тело его застыло, будто кусок льда. Мальчика растерли, влили в рот чаю со спиртом и повезли в больницу. Из реанимации Стасика удивленные медики выписали на другой день. У него даже насморка не было!
На вопрос, что делал он эти долгие пять часов, Стасик говорит -- молился, читал "Отче наш". И еще рассказывает чудную историю о каком-то сияющем человеке, который подбадривал его и не давал заснуть.
Не иначе как Бог помог и Виктору Чанпалову, который упал с самой высокой на Дону колокольни. 35-летний штукатур был некрещеный и неверующий, но делом занимался богоугодным -- работал на реставрации Ростовского кафедрального собора. Оштукатурив очередной кусок колонны, Виктор отступил полюбоваться качественной работой -- и поскользнулся на растворе. Лететь вниз ему предстояло 28 метров, сквозь строй железной арматуры прямо на гравий и железо, вдоволь накиданные у подножия колокольни. В полете пытался, конечно, пойматься за леса, но не вышло. Когда к лежащему телу подбежал отец Валерий, "разбившийся" сел в пыли и попросил закурить. Небольшие царапины на голове и животе, трещина на пальце ноги -- итог беспримерного полета. Да еще Виктор крестился вскоре. Говорит -- поверил в Бога, пока летел.
А вот канатоходец Игорь Гринько даже и креститься не пошел. Он улетел из-под купола цирка на Цветном бульваре с высоты семиэтажного дома. Прямо на манеж.
Дело было на репетиции, когда униформа что-то ставила внизу, а артист вверху проверял тросы. Резкий удар по конструкции сбросил его вниз, а спасительная лонжа не была прицеплена. Упав на манеж и почувствовав боль в ноге, канатоходец перевернулся через голову и попытался вскочить. Но не смог. Оказалось, голеностоп поврежден. Только он. Так что, подлечив ногу, 33-летний канатоходец Игорь Гринько снова пошел по канату.
Материалы подготовила
Валентина БОГОМОЛОВА
Валентина БОГОМОЛОВА
0 коммент.:
Отправить комментарий